JP2004105173A - Prophylactic/remedy for respiratory disease - Google Patents

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Atsushi Nakanishi
中西 淳
Hiroki Iwashita
岩下 弘樹
Shigeru Morita
森田 滋
Tatsumi Matsumoto
松本 辰美
Shoji Yamazaki
山嵜 将司
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To develop an excellent prophylactic/remedy and diagnostic agent for respiratory diseases, scarcely having side effects. <P>SOLUTION: A compound which inhibits activity of a protein having an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence expressed by a specific sequence or a salt of the compound, another compound which inhibits expression of a gene of the protein, an antisense nucleotide which contains a base sequence complementary or substantially complementary to the base sequence of a DNA encoding the protein or its partial peptide or contains a part of the base sequence, an antibody to the protein or its partial peptide, etc., is used as the prophylactic/remedy for the respiratory diseases, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、呼吸器疾患の予防・治療剤および診断薬などに関する。
【0002】
【従来の技術】
慢性閉塞性肺疾患、慢性気管支炎、肺気腫、びまん性汎細気管支炎、内因性喘息等は、喫煙世代の高齢化、平均寿命の延長等にともなって、今後、呼吸器疾患の中心的な病気になると考えられている。
喫煙は慢性閉塞性肺疾患の明確な病因になりえることが示されている。喫煙により閉塞性障害が進行し、タバコ本数に依存する。喫煙開始年齢が若年であるほど進行しやすい。また、喫煙と気管支腺の過形成との用量相関が確かめられている。
動物実験においても、タバコを吸入させることによって気腫性変化を起こし得ることについては多くの報告がある。
慢性閉塞性肺疾患(以下、COPDと略称することもある)の病理学的変化は、中枢気道、末梢気道、肺実質の3領域で特有の異常が観察される。中枢気道病変は、杯細胞の過形成や粘液下腺における細胞の増生、肥大といった分泌組織の形態変化がみられる。炎症細胞に関しては、気道粘膜にマクロファージや活性化Tリンパ球の増加が示されている。細気管支領域の病変は、気道内腔の粘液塞栓や気道上皮での杯細胞異形成、気道壁における炎症細胞浸潤、平滑筋肥厚、線維化が観察される。いずれの変化も気道狭窄をもたらす。肺胞実質では、肺胞の破壊消失と気腔の拡大で定義された肺気腫病変が観察される。これらには、プロテアーゼ/アンチプロテアーゼのバランスの不均衡が関与すると考えられている。
一方、遺伝子発現を網羅的に解析するために、cDNAまたはオリゴヌクレオチドを固定化したマイクロアレイ法が開発され、疾患特異的な遺伝子発現の変化を見出す技術が普及し、その有用性が確認されている。例えば、Affymetrix社のGeneChipシステムはがんなどの疾患の診断や創薬標的遺伝子の発見に多用されつつある。しかしながら、この技術を利用して肺気腫の発症や進展に関与する遺伝子を見出した報告はない。
最近、Dendritic cellに特異的に発現する遺伝子としてDendritic cell−associated transmembrane protein(DC−HIL)がクローニングされ、そのタンパク質がヘパラン硫酸プロテオグリカンやRGD配列との結合を介して内皮細胞との接着に関与していることが報告されている(非特許文献1 ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー(J. Biol. Chem.)276巻、8125頁、2001年)。
【非特許文献1】
ジャーナル オブ バイオロジカル ケミストリー 276巻、8125頁、2001年
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
副作用の少ない優れた呼吸器疾患(例、慢性閉塞性肺疾患など)の予防・治療剤および診断剤の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、肺気腫病変を有する肺組織に発現が顕著に増加する遺伝子を見出し、この知見に基づいて、さらに検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【0005】
すなわち、本発明は、
(1) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(2) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(3) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドの塩基配列に相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド、
(4) 上記(3)記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる医薬、
(5) 呼吸器疾患の予防・治療剤である上記(4)記載の医薬、
(6) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドまたはその塩に対する抗体、
(7) 上記(6)記載の抗体を含有してなる医薬、
(8) 呼吸器疾患の予防・治療剤である上記(7)記載の医薬、
(9) 上記(6)記載の抗体を含有してなる診断薬、
(10) 呼吸器疾患の診断薬である上記(9)記載の診断薬、
(11) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有してなる呼吸器疾患の診断薬、
(12) ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性を阻害する作用を有する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(13) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング方法、
(13a) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とする医薬用化合物のスクリーニング方法、
(13b) 医薬用化合物が、呼吸器疾患の予防・治療用の化合物、呼吸器疾患の予防・治療に用いられる化合物および/または呼吸器疾患の予防・治療効果を有する化合物である上記(13a)記載のスクリーニング方法、
(14) タバコ煙曝露慢性閉塞性肺疾患モデルマウスまたはエラスターゼ誘発慢性閉塞性肺疾患モデルマウスを用いる上記(13)記載のスクリーニング方法、
(15) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を含有することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング用キット、
(15a) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を含有することを特徴とする医薬用化合物のスクリーニング用キット、
(15b) 医薬用化合物が、呼吸器疾患の予防・治療用の化合物、呼吸器疾患の予防・治療に用いられる化合物および/または呼吸器疾患の予防・治療効果を有する化合物である上記(15a)記載のスクリーニング用キット、
(16) 上記(13)記載のスクリーニング方法または上記(15)記載のスクリーニング用キットを用いて得られうる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(16a) 上記(13a)記載のスクリーニング方法または上記(15a)記載のスクリーニング用キットを用いて得られうる医薬用化合物、
(16b) 医薬用化合物が、呼吸器疾患の予防・治療用の化合物、呼吸器疾患の予防・治療に用いられる化合物および/または呼吸器疾患の予防・治療効果を有する化合物である上記(16a)記載の化合物またはその塩、
(16c) 上記(16b)記載の化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(17) 呼吸器疾患が肺気腫である上記(16)記載の予防・治療剤、
(18) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いることを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング方法、
(18a) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いることを特徴とする医薬用化合物のスクリーニング方法、
(18b) 医薬用化合物が、呼吸器疾患の予防・治療用の化合物、呼吸器疾患の予防・治療に用いられる化合物および/または呼吸器疾患の予防・治療効果を有する化合物である上記(18a)記載のスクリーニング方法、
(19) タバコ煙曝露慢性閉塞性肺疾患モデルマウスまたはエラスターゼ誘発慢性閉塞性肺疾患モデルマウスを用いる上記(18)記載のスクリーニング方法、
(20) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング用キット、
(20a) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有することを特徴とする医薬用化合物のスクリーニング用キット、
(20b) 医薬用化合物が、呼吸器疾患の予防・治療用の化合物、呼吸器疾患の予防・治療に用いられる化合物および/または呼吸器疾患の予防・治療効果を有する化合物である上記(20a)記載のスクリーニング用キット、
(21) 上記(18)記載のスクリーニング方法または上記(20)記載のスクリーニング用キットを用いて得られうる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(21a) 上記(18a)記載のスクリーニング方法または上記(20a)記載のスクリーニング用キットを用いて得られうる医薬用化合物、
(21b) 医薬用化合物が、呼吸器疾患の予防・治療用の化合物、呼吸器疾患の予防・治療に用いられる化合物および/または呼吸器疾患の予防・治療効果を有する化合物である上記(21a)記載の化合物またはその塩、
(21c) 上記(21b)記載の化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤、
(22) 呼吸器疾患が肺気腫である上記(21)記載の予防・治療剤、
(23) 哺乳動物に対し、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩、または該タンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩の有効量を投与することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療方法、
(24) 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する、または該タンパク質の遺伝子の発現を阻害することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療方法、
(25) 呼吸器疾患の予防・治療剤を製造するための、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩、または該タンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩の使用などを提供する。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質(以下、本発明のタンパク質または本発明で用いられるタンパク質と称することもある)は、ヒトや温血動物(例えば、モルモット、ラット、マウス、ニワトリ、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウシ、サルなど)の細胞(例えば、肝細胞、脾細胞、神経細胞、グリア細胞、膵臓β細胞、骨髄細胞、メサンギウム細胞、ランゲルハンス細胞、表皮細胞、上皮細胞、杯細胞、内皮細胞、平滑筋細胞、繊維芽細胞、繊維細胞、筋細胞、脂肪細胞、免疫細胞(例、マクロファージ、T細胞、B細胞、ナチュラルキラー細胞、肥満細胞、好中球、好塩基球、好酸球、単球)、巨核球、滑膜細胞、軟骨細胞、骨細胞、骨芽細胞、破骨細胞、乳腺細胞、肝細胞もしくは間質細胞、またはこれら細胞の前駆細胞、幹細胞もしくはガン細胞など)もしくはそれらの細胞が存在するあらゆる組織、例えば、脳、脳の各部位(例、嗅球、扁桃核、大脳基底球、海馬、視床、視床下部、大脳皮質、延髄、小脳)、脊髄、下垂体、胃、膵臓、腎臓、肝臓、生殖腺、甲状腺、胆のう、骨髄、副腎、皮膚、筋肉、肺、消化管(例、大腸、小腸)、血管、心臓、胸腺、脾臓、顎下腺、末梢血、前立腺、睾丸、卵巣、胎盤、子宮、骨、関節、骨格筋などに由来するタンパク質であってもよく、合成タンパク質であってもよい。
【0007】
配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列としては、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と約50%以上、好ましくは約60%以上、さらに好ましくは約70%以上、より好ましくは約80%以上、特に好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアミノ酸配列などが挙げられる。
アミノ酸配列の相同性は、相同性計算アルゴリズムNCBI BLAST(National Center for Biotechnology Information Basic Local Alignment Search Tool)を用い、以下の条件(期待値=10;ギャップを許す;マトリクス=BLOSUM62;フィルタリング=OFF)にて計算することができる。
配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質としては、例えば、前記の配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有し、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質などが好ましい。配列番号:1で表されるアミノ酸配列と実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質としては、例えば、配列番号:3で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質などが挙げられる。
【0008】
実質的に同質の活性としては、例えば、細胞接着活性、ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性などが挙げられる。実質的に同質とは、それらの性質が性質的に(例、生理学的に、または薬理学的に)同質であることを示す。したがって、細胞接着活性、ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性などが同等(例、約0.01〜100倍、好ましくは約0.1〜10倍、より好ましくは0.5〜2倍)であることが好ましいが、これらの活性の程度、タンパク質の分子量などの量的要素は異なっていてもよい。
細胞接着活性、ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性の測定は、自体公知の方法、例えばJ. Biol. Chem. 276(11)巻、8125−8134頁、2001年に記載の方法またはそれに準じる方法などに従って測定することができる。
具体的には、細胞接着活性の測定は、本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンFc領域との融合タンパク質および内皮細胞を混合後、標識された(例、酵素ラベル)Fc領域認識抗体を反応させ、基質を添加し、酵素反応を行わせ、その活性を測定する。本反応は、適当な緩衝液中で行う。必要に応じ洗浄操作を行う。酵素反応の測定は、マイクロプレートリーダーなどを使用する公知の方法に準じて行う。
本発明のタンパク質の細胞外領域としては、例えば配列番号:1で表されるアミノ酸配列の第1〜319番目の配列を有するペプチドなどが挙げられる。本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンFc領域との融合タンパク質は、公知の方法、例えばJ. Biol. Chem. 276(11)巻、8125−8134頁、2001年に記載の方法またはそれに準じる方法などに従って作製される。内皮細胞としては、例えば血管内皮細胞などが用いられる。
ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性は、ヘパリン−BSAを固定化したマイクロプレート、および本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンのFc領域との融合タンパク質を反応させた後、標識された(例、酵素ラベル)Fc領域認識抗体と反応させ、基質を添加し、酵素反応を行わせ、その活性を測定する。本反応は、適当な緩衝液中で行う。必要に応じ洗浄操作を行う。酵素反応の測定は、マイクロプレートリーダーなどを使用する公知の方法に準じて行う。
本発明のタンパク質の細胞外領域としては、例えば配列番号:1で表されるアミノ酸配列の第1〜319番目の配列を有するペプチドなどが挙げられる。本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンFc領域との融合タンパク質は、公知の方法、例えばJ. Biol. Chem. 276(11)巻、8125−8134頁、2001年に記載の方法またはそれに準じる方法などに従って作製される。
【0009】
また、本発明で用いられるタンパク質としては、例えば、(1)▲1▼配列番号:1で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、▲2▼配列番号:1で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加したアミノ酸配列、▲3▼配列番号:1で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入されたアミノ酸配列、▲4▼配列番号:1で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されたアミノ酸配列、または▲5▼それらを組み合わせたアミノ酸配列を含有するタンパク質などのいわゆるムテイン、
(2)▲1▼配列番号:3で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が欠失したアミノ酸配列、▲2▼配列番号:3で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加したアミノ酸配列、▲3▼配列番号:3で表されるアミノ酸配列に1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入されたアミノ酸配列、▲4▼配列番号:3で表されるアミノ酸配列中の1または2個以上(例えば1〜100個程度、好ましくは1〜30個程度、好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されたアミノ酸配列、または▲5▼それらを組み合わせたアミノ酸配列を含有するタンパク質などのいわゆるムテインも含まれる。
上記のようにアミノ酸配列が挿入、欠失または置換されている場合、その挿入、欠失または置換の位置としては、とくに限定されない。
【0010】
本明細書におけるタンパク質は、ペプチド標記の慣例に従って左端がN末端(アミノ末端)、右端がC末端(カルボキシル末端)である。配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をはじめとする、本発明で用いられるタンパク質は、C末端がカルボキシル基(−COOH)、カルボキシレート(−COO)、アミド(−CONH)またはエステル(−COOR)の何れであってもよい。
ここでエステルにおけるRとしては、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチルなどのC1−6アルキル基、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシルなどのC3−8シクロアルキル基、例えば、フェニル、α−ナフチルなどのC6−12アリール基、例えば、ベンジル、フェネチルなどのフェニル−C1−2アルキル基もしくはα−ナフチルメチルなどのα−ナフチル−C1−2アルキル基などのC7−14アラルキル基、ピバロイルオキシメチル基などが用いられる。
本発明で用いられるタンパク質がC末端以外にカルボキシル基(またはカルボキシレート)を有している場合、カルボキシル基がアミド化またはエステル化されているものも本発明で用いられるタンパク質に含まれる。この場合のエステルとしては、例えば上記したC末端のエステルなどが用いられる。
さらに、本発明で用いられるタンパク質には、N末端のアミノ酸残基(例、メチオニン残基)のアミノ基が保護基(例えば、ホルミル基、アセチル基などのC1−6アルカノイルなどのC1−6アシル基など)で保護されているもの、生体内で切断されて生成するN末端のグルタミン残基がピログルタミン酸化したもの、分子内のアミノ酸の側鎖上の置換基(例えば−OH、−SH、アミノ基、イミダゾール基、インドール基、グアニジノ基など)が適当な保護基(例えば、ホルミル基、アセチル基などのC1−6アルカノイル基などのC1−6アシル基など)で保護されているもの、あるいは糖鎖が結合したいわゆる糖タンパク質などの複合タンパク質なども含まれる。
本発明で用いられるタンパク質の具体例としては、例えば、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質、配列番号:3で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質などがあげられる。
【0011】
本発明で用いられるタンパク質の部分ペプチドとしては、前記した本発明で用いられるタンパク質の部分ペプチドであって、好ましくは、前記した本発明で用いられるタンパク質と同様の性質を有するものであればいずれのものでもよい。具体的には、後述する本発明の抗体を調製する目的には、配列番号:1で表されるアミノ酸配列において第30〜48番目のアミノ酸配列を有するペプチド、配列番号:3で表されるアミノ酸配列において第30〜48番目のアミノ酸配列を有するペプチドなどがあげられる。例えば、本発明で用いられるタンパク質の構成アミノ酸配列のうち少なくとも20個以上、好ましくは50個以上、さらに好ましくは70個以上、より好ましくは100個以上、最も好ましくは200個以上のアミノ酸配列を有するペプチドなどが用いられる。
また、本発明で用いられる部分ペプチドは、そのアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が欠失し、または、そのアミノ酸配列に1または2個以上(好ましくは、1〜20個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が付加し、または、そのアミノ酸配列に1または2個以上(好ましくは、1〜20個程度、より好ましくは1〜10個程度、さらに好ましくは数(1〜5)個)のアミノ酸が挿入され、または、そのアミノ酸配列中の1または2個以上(好ましくは、1〜10個程度、より好ましくは数個、さらに好ましくは1〜5個程度)のアミノ酸が他のアミノ酸で置換されていてもよい。
【0012】
また、本発明で用いられる部分ペプチドはC末端がカルボキシル基(−COOH)、カルボキシレート(−COO)、アミド(−CONH)またはエステル(−COOR)の何れであってもよい。
さらに、本発明で用いられる部分ペプチドには、前記した本発明で用いられるタンパク質と同様に、C末端以外にカルボキシル基(またはカルボキシレート)を有しているもの、N末端のアミノ酸残基(例、メチオニン残基)のアミノ基が保護基で保護されているもの、N端側が生体内で切断され生成したグルタミン残基がピログルタミン酸化したもの、分子内のアミノ酸の側鎖上の置換基が適当な保護基で保護されているもの、あるいは糖鎖が結合したいわゆる糖ペプチドなどの複合ペプチドなども含まれる。
本発明で用いられる部分ペプチドは抗体作成のための抗原としても用いることができる。
【0013】
本発明で用いられるタンパク質または部分ペプチドの塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸、有機酸)や塩基(例、アルカリ金属塩)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。この様な塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸)との塩などが用いられる。
本発明で用いられるタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩は、前述したヒトや温血動物の細胞または組織から自体公知のタンパク質の精製方法によって製造することもできるし、タンパク質をコードするDNAを含有する形質転換体を培養することによっても製造することができる。また、後述のペプチド合成法に準じて製造することもできる。
ヒトや哺乳動物の組織または細胞から製造する場合、ヒトや哺乳動物の組織または細胞をホモジナイズした後、酸などで抽出を行ない、該抽出液を逆相クロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィーなどのクロマトグラフィーを組み合わせることにより精製単離することができる。
【0014】
本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩、またはそのアミド体の合成には、通常市販のタンパク質合成用樹脂を用いることができる。そのような樹脂としては、例えば、クロロメチル樹脂、ヒドロキシメチル樹脂、ベンズヒドリルアミン樹脂、アミノメチル樹脂、4−ベンジルオキシベンジルアルコール樹脂、4−メチルベンズヒドリルアミン樹脂、PAM樹脂、4−ヒドロキシメチルメチルフェニルアセトアミドメチル樹脂、ポリアクリルアミド樹脂、4−(2’,4’−ジメトキシフェニル−ヒドロキシメチル)フェノキシ樹脂、4−(2’,4’−ジメトキシフェニル−Fmocアミノエチル)フェノキシ樹脂などを挙げることができる。このような樹脂を用い、α−アミノ基と側鎖官能基を適当に保護したアミノ酸を、目的とするタンパク質の配列通りに、自体公知の各種縮合方法に従い、樹脂上で縮合させる。反応の最後に樹脂からタンパク質または部分ペプチドを切り出すと同時に各種保護基を除去し、さらに高希釈溶液中で分子内ジスルフィド結合形成反応を実施し、目的のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはそれらのアミド体を取得する。
上記した保護アミノ酸の縮合に関しては、タンパク質合成に使用できる各種活性化試薬を用いることができるが、特に、カルボジイミド類がよい。カルボジイミド類としては、DCC、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド、N−エチル−N’−(3−ジメチルアミノプロリル)カルボジイミドなどが用いられる。これらによる活性化にはラセミ化抑制添加剤(例えば、HOBt,HOOBt)とともに保護アミノ酸を直接樹脂に添加するかまたは、対称酸無水物またはHOBtエステルあるいはHOOBtエステルとしてあらかじめ保護アミノ酸の活性化を行なった後に樹脂に添加することができる。
【0015】
保護アミノ酸の活性化や樹脂との縮合に用いられる溶媒としては、タンパク質縮合反応に使用しうることが知られている溶媒から適宜選択されうる。例えば、N,N−ジメチルホルムアミド,N,N−ジメチルアセトアミド,N−メチルピロリドンなどの酸アミド類、塩化メチレン,クロロホルムなどのハロゲン化炭化水素類、トリフルオロエタノールなどのアルコール類、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド類、ピリジン,ジオキサン,テトラヒドロフランなどのエーテル類、アセトニトリル,プロピオニトリルなどのニトリル類、酢酸メチル,酢酸エチルなどのエステル類あるいはこれらの適宜の混合物などが用いられる。反応温度はタンパク質結合形成反応に使用され得ることが知られている範囲から適宜選択され、通常約−20℃〜50℃の範囲から適宜選択される。活性化されたアミノ酸誘導体は通常1.5〜4倍過剰で用いられる。ニンヒドリン反応を用いたテストの結果、縮合が不十分な場合には保護基の脱離を行なうことなく縮合反応を繰り返すことにより十分な縮合を行なうことができる。反応を繰り返しても十分な縮合が得られないときには、無水酢酸またはアセチルイミダゾールを用いて未反応アミノ酸をアセチル化することによって、後の反応に影響を与えないようにすることができる。
【0016】
原料のアミノ基の保護基としては、例えば、Z、Boc、t−ペンチルオキシカルボニル、イソボルニルオキシカルボニル、4−メトキシベンジルオキシカルボニル、Cl−Z、Br−Z、アダマンチルオキシカルボニル、トリフルオロアセチル、フタロイル、ホルミル、2−ニトロフェニルスルフェニル、ジフェニルホスフィノチオイル、Fmocなどが用いられる。
カルボキシル基は、例えば、アルキルエステル化(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、t−ブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、2−アダマンチルなどの直鎖状、分枝状もしくは環状アルキルエステル化)、アラルキルエステル化(例えば、ベンジルエステル、4−ニトロベンジルエステル、4−メトキシベンジルエステル、4−クロロベンジルエステル、ベンズヒドリルエステル化)、フェナシルエステル化、ベンジルオキシカルボニルヒドラジド化、t−ブトキシカルボニルヒドラジド化、トリチルヒドラジド化などによって保護することができる。
セリンの水酸基は、例えば、エステル化またはエーテル化によって保護することができる。このエステル化に適する基としては、例えば、アセチル基などの低級(C1−6)アルカノイル基、ベンゾイル基などのアロイル基、ベンジルオキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの炭酸から誘導される基などが用いられる。また、エーテル化に適する基としては、例えば、ベンジル基、テトラヒドロピラニル基、t−ブチル基などである。
チロシンのフェノール性水酸基の保護基としては、例えば、Bzl、Cl−Bzl、2−ニトロベンジル、Br−Z、t−ブチルなどが用いられる。
ヒスチジンのイミダゾールの保護基としては、例えば、Tos、4−メトキシ−2,3,6−トリメチルベンゼンスルホニル、DNP、ベンジルオキシメチル、Bum、Boc、Trt、Fmocなどが用いられる。
【0017】
原料のカルボキシル基の活性化されたものとしては、例えば、対応する酸無水物、アジド、活性エステル〔アルコール(例えば、ペンタクロロフェノール、2,4,5−トリクロロフェノール、2,4−ジニトロフェノール、シアノメチルアルコール、パラニトロフェノール、HONB、N−ヒドロキシスクシミド、N−ヒドロキシフタルイミド、HOBt)とのエステル〕などが用いられる。原料のアミノ基の活性化されたものとしては、例えば、対応するリン酸アミドが用いられる。
保護基の除去(脱離)方法としては、例えば、Pd−黒あるいはPd−炭素などの触媒の存在下での水素気流中での接触還元や、また、無水フッ化水素、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、トリフルオロ酢酸あるいはこれらの混合液などによる酸処理や、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、ピペリジン、ピペラジンなどによる塩基処理、また液体アンモニア中ナトリウムによる還元なども用いられる。上記酸処理による脱離反応は、一般に約−20℃〜40℃の温度で行なわれるが、酸処理においては、例えば、アニソール、フェノール、チオアニソール、メタクレゾール、パラクレゾール、ジメチルスルフィド、1,4−ブタンジチオール、1,2−エタンジチオールなどのようなカチオン捕捉剤の添加が有効である。また、ヒスチジンのイミダゾール保護基として用いられる2,4−ジニトロフェニル基はチオフェノール処理により除去され、トリプトファンのインドール保護基として用いられるホルミル基は上記の1,2−エタンジチオール、1,4−ブタンジチオールなどの存在下の酸処理による脱保護以外に、希水酸化ナトリウム溶液、希アンモニアなどによるアルカリ処理によっても除去される。
【0018】
原料の反応に関与すべきでない官能基の保護ならびに保護基、およびその保護基の脱離、反応に関与する官能基の活性化などは公知の基または公知の手段から適宜選択しうる。
タンパク質または部分ペプチドのアミド体を得る別の方法としては、例えば、まず、カルボキシ末端アミノ酸のα−カルボキシル基をアミド化して保護した後、アミノ基側にペプチド(タンパク質)鎖を所望の鎖長まで延ばした後、該ペプチド鎖のN末端のα−アミノ基の保護基のみを除いたタンパク質または部分ペプチドとC末端のカルボキシル基の保護基のみを除去したタンパク質または部分ペプチドとを製造し、これらのタンパク質またはペプチドを上記したような混合溶媒中で縮合させる。縮合反応の詳細については上記と同様である。縮合により得られた保護タンパク質またはペプチドを精製した後、上記方法によりすべての保護基を除去し、所望の粗タンパク質またはペプチドを得ることができる。この粗タンパク質またはペプチドは既知の各種精製手段を駆使して精製し、主要画分を凍結乾燥することで所望のタンパク質またはペプチドのアミド体を得ることができる。
タンパク質またはペプチドのエステル体を得るには、例えば、カルボキシ末端アミノ酸のα−カルボキシル基を所望のアルコール類と縮合しアミノ酸エステルとした後、タンパク質またはペプチドのアミド体と同様にして、所望のタンパク質またはペプチドのエステル体を得ることができる。
【0019】
本発明で用いられる部分ペプチドまたはそれらの塩は、自体公知のペプチドの合成法に従って、あるいは本発明で用いられるタンパク質を適当なペプチダーゼで切断することによって製造することができる。ペプチドの合成法としては、例えば、固相合成法、液相合成法のいずれによっても良い。すなわち、本発明で用いられる部分ペプチドを構成し得る部分ペプチドもしくはアミノ酸と残余部分とを縮合させ、生成物が保護基を有する場合は保護基を脱離することにより目的のペプチドを製造することができる。公知の縮合方法や保護基の脱離としては、例えば、以下の▲1▼〜▲5▼に記載された方法が挙げられる。
▲1▼M. Bodanszky および M.A. Ondetti、ペプチド・シンセシス (Peptide Synthesis), Interscience Publishers, New York (1966年)
▲2▼SchroederおよびLuebke、ザ・ペプチド(The Peptide), Academic Press, New York (1965年)
▲3▼泉屋信夫他、ペプチド合成の基礎と実験、 丸善(株) (1975年)
▲4▼矢島治明 および榊原俊平、生化学実験講座 1、 タンパク質の化学IV、 205、(1977年)
▲5▼矢島治明監修、続医薬品の開発、第14巻、ペプチド合成、広川書店
また、反応後は通常の精製法、例えば、溶媒抽出・蒸留・カラムクロマトグラフィー・液体クロマトグラフィー・再結晶などを組み合わせて本発明で用いられる部分ペプチドを精製単離することができる。上記方法で得られる部分ペプチドが遊離体である場合は、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって適当な塩に変換することができるし、逆に塩で得られた場合は、公知の方法あるいはそれに準じる方法によって遊離体または他の塩に変換することができる。
【0020】
本発明で用いられるタンパク質をコードするポリヌクレオチドとしては、前述した本発明で用いられるタンパク質をコードする塩基配列を含有するものであればいかなるものであってもよい。好ましくはDNAである。DNAとしては、ゲノムDNA、ゲノムDNAライブラリー、前記した細胞・組織由来のcDNA、前記した細胞・組織由来のcDNAライブラリー、合成DNAのいずれでもよい。
ライブラリーに使用するベクターは、バクテリオファージ、プラスミド、コスミド、ファージミドなどいずれであってもよい。また、前記した細胞・組織よりtotalRNAまたはmRNA画分を調製したものを用いて直接 Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction(以下、RT−PCR法と略称する)によって増幅することもできる。
本発明で用いられるタンパク質をコードするDNAとしては、例えば、配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNA、または配列番号:2で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含有し、前記した配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質と実質的に同質の性質を有するタンパク質をコードするDNAであれば何れのものでもよい。
【0021】
配列番号:2で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズできるDNAとしては、例えば、配列番号:2で表される塩基配列と約50%以上、好ましくは約60%以上、さらに好ましくは約70%以上、より好ましくは約80%以上、特に好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列を含有するDNAなどが用いられる。例えば、配列番号:4で表される塩基配列を含有するDNAなどが挙げられる。
塩基配列の相同性は、相同性計算アルゴリズムNCBI BLAST(National Center for Biotechnology Information Basic Local Alignment Search Tool)を用い、以下の条件(期待値=10;ギャップを許す;フィルタリング=ON;マッチスコア=1;ミスマッチスコア=−3)にて計算することができる。
ハイブリダイゼーションは、自体公知の方法あるいはそれに準じる方法、例えば、Molecular Cloning 2nd(J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989)に記載の方法などに従って行なうことができる。また、市販のライブラリーを使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。より好ましくは、ハイストリンジェントな条件に従って行なうことができる。
ハイストリンジェントな条件とは、例えば、ナトリウム濃度が約19〜40mM、好ましくは約19〜20mMで、温度が約50〜70℃、好ましくは約60〜65℃の条件を示す。特に、ナトリウム濃度が約19mMで温度が約65℃の場合が最も好ましい。
より具体的には、配列番号:1で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をコードするDNAとしては、配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNAなどが、配列番号:3で表されるアミノ酸配列を含有するタンパク質をコードするDNAとしては、配列番号:4で表される塩基配列を含有するDNAなどが用いられる。
【0022】
本発明で用いられる部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド(例、DNA)としては、前述した本発明で用いられる部分ペプチドをコードする塩基配列を含有するものであればいかなるものであってもよい。また、ゲノムDNA、ゲノムDNAライブラリー、前記した細胞・組織由来のcDNA、前記した細胞・組織由来のcDNAライブラリー、合成DNAのいずれでもよい。
本発明で用いられる部分ペプチドをコードするDNAとしては、例えば、配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNAの一部分を含有するDNA、または配列番号:2で表される塩基配列とハイストリンジェントな条件下でハイブリダイズする塩基配列を含有し、本発明のタンパク質と実質的に同質の活性を有するタンパク質をコードするDNAの一部分を含有するDNAなどが用いられる。配列番号:2で表される塩基配列とハイブリダイズできるDNAは、前記と同意義を示す。
ハイブリダイゼーションの方法およびハイストリンジェントな条件は前記と同様のものが用いられる。
【0023】
本発明で用いられるタンパク質、部分ペプチド(以下、これらをコードするDNAのクローニングおよび発現の説明においては、これらを単に本発明のタンパク質と略記する場合がある)を完全にコードするDNAのクローニングの手段としては、本発明のタンパク質をコードする塩基配列の一部分を含有する合成DNAプライマーを用いてPCR法によって増幅するか、または適当なベクターに組み込んだDNAを本発明のタンパク質の一部あるいは全領域をコードするDNA断片もしくは合成DNAを用いて標識したものとのハイブリダイゼーションによって選別することができる。ハイブリダイゼーションの方法は、例えば、モレキュラー・クローニング(Molecular Cloning)2nd(J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989)に記載の方法などに従って行なうことができる。また、市販のライブラリーを使用する場合、添付の使用説明書に記載の方法に従って行なうことができる。
DNAの塩基配列の変換は、PCR、公知のキット、例えば、MutanTM−super Express Km(宝酒造(株))、MutanTM−K(宝酒造(株))等を用いて、ODA−LA PCR法、Gapped duplex法、Kunkel法等の自体公知の方法あるいはそれらに準じる方法に従って行なうことができる。
クローン化されたタンパク質をコードするDNAは目的によりそのまま、または所望により制限酵素で消化したり、リンカーを付加したりして使用することができる。該DNAはその5’末端側に翻訳開始コドンとしてのATGを有し、また3’末端側には翻訳終止コドンとしてのTAA、TGAまたはTAGを有していてもよい。これらの翻訳開始コドンや翻訳終止コドンは、適当な合成DNAアダプターを用いて付加することもできる。
本発明のタンパク質の発現ベクターは、例えば、(イ)本発明のタンパク質をコードするDNAから目的とするDNA断片を切り出し、(ロ)該DNA断片を適当な発現ベクター中のプロモーターの下流に連結することにより製造することができる。
【0024】
ベクターとしては、大腸菌由来のプラスミド(例、pBR322,pBR325,pUC12,pUC13)、枯草菌由来のプラスミド(例、pUB110,pTP5,pC194)、酵母由来プラスミド(例、pSH19,pSH15)、λファージなどのバクテリオファージ、レトロウイルス,ワクシニアウイルス,バキュロウィルスなどの動物ウィルスなどの他、pA1−11、pXT1、pRc/CMV、pRc/RSV、pcDNAI/Neoなどが用いられる。
本発明で用いられるプロモーターとしては、遺伝子の発現に用いる宿主に対応して適切なプロモーターであればいかなるものでもよい。例えば、動物細胞を宿主として用いる場合は、SRαプロモーター、SV40プロモーター、LTRプロモーター、CMVプロモーター、HSV−TKプロモーターなどが挙げられる。
これらのうち、CMV(サイトメガロウイルス)プロモーター、SRαプロモーターなどを用いるのが好ましい。宿主がエシェリヒア属菌である場合は、trpプロモーター、lacプロモーター、recAプロモーター、λPプロモーター、lppプロモーター、T7プロモーターなどが、宿主がバチルス属菌である場合は、SPO1プロモーター、SPO2プロモーター、penPプロモーターなど、宿主が酵母である場合は、PHO5プロモーター、PGKプロモーター、GAPプロモーター、ADHプロモーターなどが好ましい。宿主が昆虫細胞である場合は、ポリヘドリンプロモーター、P10プロモーターなどが好ましい。
【0025】
発現ベクターには、以上の他に、所望によりエンハンサー、スプライシングシグナル、ポリA付加シグナル、選択マーカー、SV40複製オリジン(以下、SV40oriと略称する場合がある)などを含有しているものを用いることができる。選択マーカーとしては、例えば、ジヒドロ葉酸還元酵素(以下、dhfrと略称する場合がある)遺伝子〔メソトレキセート(MTX)耐性〕、アンピシリン耐性遺伝子(以下、Ampと略称する場合がある)、ネオマイシン耐性遺伝子(以下、Neoと略称する場合がある、G418耐性)等が挙げられる。特に、dhfr遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞を用いてdhfr遺伝子を選択マーカーとして使用する場合、目的遺伝子をチミジンを含まない培地によっても選択できる。
また、必要に応じて、宿主に合ったシグナル配列を、本発明のタンパク質のN端末側に付加する。宿主がエシェリヒア属菌である場合は、PhoA・シグナル配列、OmpA・シグナル配列などが、宿主がバチルス属菌である場合は、α−アミラーゼ・シグナル配列、サブチリシン・シグナル配列などが、宿主が酵母である場合は、MFα・シグナル配列、SUC2・シグナル配列など、宿主が動物細胞である場合には、インシュリン・シグナル配列、α−インターフェロン・シグナル配列、抗体分子・シグナル配列などがそれぞれ利用できる。
このようにして構築された本発明のタンパク質をコードするDNAを含有するベクターを用いて、形質転換体を製造することができる。
【0026】
宿主としては、例えば、エシェリヒア属菌、バチルス属菌、酵母、昆虫細胞、昆虫、動物細胞などが用いられる。
エシェリヒア属菌の具体例としては、例えば、エシェリヒア・コリ(Escherichia coli)K12・DH1〔Proc. Natl. Acad. Sci. USA,60巻,160(1968)〕,JM103〔Nucleic Acids Research,9巻,309(1981)〕,JA221〔Journal of Molecular Biology,120巻,517(1978)〕,HB101〔Journal of MolecularBiology,41巻,459(1969)〕,C600〔Genetics,39巻,440(1954)〕などが用いられる。
バチルス属菌としては、例えば、バチルス・サブチルス(Bacillus subtilis)MI114〔Gene,24巻,255(1983)〕,207−21〔Journal of Biochemistry,95巻,87(1984)〕などが用いられる。
酵母としては、例えば、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)AH22,AH22R,NA87−11A,DKD−5D,20B−12、シゾサッカロマイセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)NCYC1913,NCYC2036、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)KM71などが用いられる。
【0027】
昆虫細胞としては、例えば、ウイルスがAcNPVの場合は、夜盗蛾の幼虫由来株化細胞(Spodoptera frugiperda cell;Sf細胞)、Trichoplusia niの中腸由来のMG1細胞、Trichoplusia niの卵由来のHigh FiveTM細胞、Mamestra brassicae由来の細胞またはEstigmena acrea由来の細胞などが用いられる。ウイルスがBmNPVの場合は、蚕由来株化細胞(Bombyx mori N 細胞;BmN細胞)などが用いられる。該Sf細胞としては、例えば、Sf9細胞(ATCC CRL1711)、Sf21細胞(以上、Vaughn, J.L.ら、In Vivo,13, 213−217,(1977))などが用いられる。
昆虫としては、例えば、カイコの幼虫などが用いられる〔前田ら、Nature,315巻,592(1985)〕。
動物細胞としては、例えば、サル細胞COS−7,Vero,チャイニーズハムスター細胞CHO(以下、CHO細胞と略記),dhfr遺伝子欠損チャイニーズハムスター細胞CHO(以下、CHO(dhfr)細胞と略記),マウスL細胞,マウスAtT−20,マウスミエローマ細胞,マウスATDC5細胞,ラットGH3,ヒトFL細胞などが用いられる。
エシェリヒア属菌を形質転換するには、例えば、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,69巻,2110(1972)、Gene,17巻,107(1982)などに記載の方法に従って行なうことができる。
【0028】
バチルス属菌を形質転換するには、例えば、Molecular & General Genetics,168巻,111(1979)などに記載の方法に従って行なうことができる。
酵母を形質転換するには、例えば、Methods in Enzymology,194巻,182−187(1991)、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,75巻,1929(1978)などに記載の方法に従って行なうことができる。
昆虫細胞または昆虫を形質転換するには、例えば、Bio/Technology,6, 47−55(1988)などに記載の方法に従って行なうことができる。
動物細胞を形質転換するには、例えば、細胞工学別冊8 新細胞工学実験プロトコール.263−267(1995)(秀潤社発行)、Virology,52巻,456(1973)に記載の方法に従って行なうことができる。
このようにして、タンパク質をコードするDNAを含有する発現ベクターで形質転換された形質転換体を得ることができる。
宿主がエシェリヒア属菌、バチルス属菌である形質転換体を培養する際、培養に使用される培地としては液体培地が適当であり、その中には該形質転換体の生育に必要な炭素源、窒素源、無機物その他が含有せしめられる。炭素源としては、例えば、グルコース、デキストリン、可溶性澱粉、ショ糖など、窒素源としては、例えば、アンモニウム塩類、硝酸塩類、コーンスチープ・リカー、ペプトン、カゼイン、肉エキス、大豆粕、バレイショ抽出液などの無機または有機物質、無機物としては、例えば、塩化カルシウム、リン酸二水素ナトリウム、塩化マグネシウムなどが挙げられる。また、酵母エキス、ビタミン類、成長促進因子などを添加してもよい。培地のpHは約5〜8が望ましい。
【0029】
エシェリヒア属菌を培養する際の培地としては、例えば、グルコース、カザミノ酸を含むM9培地〔Miller,Journal of Experiments in Molecular Genetics,431−433,Cold Spring Harbor Laboratory, New York 1972〕が好ましい。ここに必要によりプロモーターを効率よく働かせるために、例えば、3β−インドリルアクリル酸のような薬剤を加えることができる。
宿主がエシェリヒア属菌の場合、培養は通常約15〜43℃で約3〜24時間行ない、必要により、通気や撹拌を加えることもできる。
宿主がバチルス属菌の場合、培養は通常約30〜40℃で約6〜24時間行ない、必要により通気や撹拌を加えることもできる。
宿主が酵母である形質転換体を培養する際、培地としては、例えば、バークホールダー(Burkholder)最小培地〔Bostian, K. L. ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,77巻,4505(1980)〕や0.5%カザミノ酸を含有するSD培地〔Bitter, G.A. ら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA,81巻,5330(1984)〕が挙げられる。培地のpHは約5〜8に調整するのが好ましい。培養は通常約20℃〜35℃で約24〜72時間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が昆虫細胞または昆虫である形質転換体を培養する際、培地としては、Grace’s Insect Medium(Grace, T.C.C., Nature),195,788(1962))に非動化した10%ウシ血清等の添加物を適宜加えたものなどが用いられる。培地のpHは約6.2〜6.4に調整するのが好ましい。培養は通常約27℃で約3〜5日間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
宿主が動物細胞である形質転換体を培養する際、培地としては、例えば、約5〜20%の胎児牛血清を含むMEM培地〔Science,122巻,501(1952)〕,DMEM培地〔Virology,8巻,396(1959)〕,RPMI 1640培地〔The Journal of the American Medical Association 199巻,519(1967)〕,199培地〔Proceeding of the Society for the Biological Medicine,73巻,1(1950)〕などが用いられる。pHは約6〜8であるのが好ましい。培養は通常約30〜40℃で約15〜60時間行ない、必要に応じて通気や撹拌を加える。
以上のようにして、形質転換体の細胞内、細胞膜または細胞外に本発明のタンパク質を生成せしめることができる。
【0030】
上記培養物から本発明のタンパク質を分離精製するには、例えば、下記の方法により行なうことができる。
本発明のタンパク質を培養菌体あるいは細胞から抽出するに際しては、培養後、公知の方法で菌体あるいは細胞を集め、これを適当な緩衝液に懸濁し、超音波、リゾチームおよび/または凍結融解などによって菌体あるいは細胞を破壊したのち、遠心分離やろ過によりタンパク質の粗抽出液を得る方法などが適宜用いられる。緩衝液の中に尿素や塩酸グアニジンなどのタンパク質変性剤や、トリトンX−100TMなどの界面活性剤が含まれていてもよい。培養液中にタンパク質が分泌される場合には、培養終了後、それ自体公知の方法で菌体あるいは細胞と上清とを分離し、上清を集める。
このようにして得られた培養上清、あるいは抽出液中に含まれるタンパク質の精製は、自体公知の分離・精製法を適切に組み合わせて行なうことができる。これらの公知の分離、精製法としては、塩析や溶媒沈澱法などの溶解度を利用する方法、透析法、限外ろ過法、ゲルろ過法、およびSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法などの主として分子量の差を利用する方法、イオン交換クロマトグラフィーなどの荷電の差を利用する方法、アフィニティークロマトグラフィーなどの特異的親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフィーなどの疎水性の差を利用する方法、等電点電気泳動法などの等電点の差を利用する方法などが用いられる。
【0031】
かくして得られるタンパク質が遊離体で得られた場合には、自体公知の方法あるいはそれに準じる方法によって塩に変換することができ、逆に塩で得られた場合には自体公知の方法あるいはそれに準じる方法により、遊離体または他の塩に変換することができる。
なお、組換え体が産生するタンパク質を、精製前または精製後に適当なタンパク修飾酵素を作用させることにより、任意に修飾を加えたり、ポリペプチドを部分的に除去することもできる。タンパク修飾酵素としては、例えば、トリプシン、キモトリプシン、アルギニルエンドペプチダーゼ、プロテインキナーゼ、グリコシダーゼなどが用いられる。
かくして生成する本発明のタンパク質の存在は、特異抗体を用いたエンザイムイムノアッセイやウエスタンブロッティングなどにより測定することができる。
【0032】
本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩に対する抗体は、本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩を認識し得る抗体であれば、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体の何れであってもよい。
本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩(以下、抗体の説明においては、これらを単に本発明のタンパク質と略記する場合がある)に対する抗体は、本発明のタンパク質を抗原として用い、自体公知の抗体または抗血清の製造法に従って製造することができる。
〔モノクローナル抗体の作製〕
(a)モノクローナル抗体産生細胞の作製
本発明のタンパク質は、温血動物に対して投与により抗体産生が可能な部位にそれ自体あるいは担体、希釈剤とともに投与される。投与に際して抗体産生能を高めるため、完全フロイントアジュバントや不完全フロイントアジュバントを投与してもよい。投与は通常2〜6週毎に1回ずつ、計2〜10回程度行われる。用いられる温血動物としては、例えば、サル、ウサギ、イヌ、モルモット、マウス、ラット、ヒツジ、ヤギ、ニワトリが挙げられるが、マウスおよびラットが好ましく用いられる。
モノクローナル抗体産生細胞の作製に際しては、抗原で免疫された温血動物、例えばマウスから抗体価の認められた個体を選択し最終免疫の2〜5日後に脾臓またはリンパ節を採取し、それらに含まれる抗体産生細胞を同種または異種動物の骨髄腫細胞と融合させることにより、モノクローナル抗体産生ハイブリドーマを調製することができる。抗血清中の抗体価の測定は、例えば、後記の標識化タンパク質と抗血清とを反応させたのち、抗体に結合した標識剤の活性を測定することにより行なうことができる。融合操作は既知の方法、例えば、ケーラーとミルスタインの方法〔ネイチャー(Nature)、256、495 (1975)〕に従い実施することができる。融合促進剤としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)やセンダイウィルスなどが挙げられるが、好ましくはPEGが用いられる。
【0033】
骨髄腫細胞としては、例えば、NS−1、P3U1、SP2/0、AP−1などの温血動物の骨髄腫細胞が挙げられるが、P3U1が好ましく用いられる。用いられる抗体産生細胞(脾臓細胞)数と骨髄腫細胞数との好ましい比率は1:1〜20:1程度であり、PEG(好ましくはPEG1000〜PEG6000)が10〜80%程度の濃度で添加され、20〜40℃、好ましくは30〜37℃で1〜10分間インキュベートすることにより効率よく細胞融合を実施できる。モノクローナル抗体産生ハイブリドーマのスクリーニングには種々の方法が使用できるが、例えば、タンパク質抗原を直接あるいは担体とともに吸着させた固相(例、マイクロプレート)にハイブリドーマ培養上清を添加し、次に放射性物質や酵素などで標識した抗免疫グロブリン抗体(細胞融合に用いられる細胞がマウスの場合、抗マウス免疫グロブリン抗体が用いられる)またはプロテインAを加え、固相に結合したモノクローナル抗体を検出する方法、抗免疫グロブリン抗体またはプロテインAを吸着させた固相にハイブリドーマ培養上清を添加し、放射性物質や酵素などで標識したタンパク質を加え、固相に結合したモノクローナル抗体を検出する方法などが挙げられる。
モノクローナル抗体の選別は、自体公知あるいはそれに準じる方法に従って行なうことができる。通常HAT(ヒポキサンチン、アミノプテリン、チミジン)を添加した動物細胞用培地で行なうことができる。選別および育種用培地としては、ハイブリドーマが生育できるものならばどのような培地を用いても良い。例えば、1〜20%、好ましくは10〜20%の牛胎児血清を含むRPMI 1640培地、1〜10%の牛胎児血清を含むGIT培地(和光純薬工業(株))あるいはハイブリドーマ培養用無血清培地(SFM−101、日水製薬(株))などを用いることができる。培養温度は、通常20〜40℃、好ましくは約37℃である。培養時間は、通常5日〜3週間、好ましくは1週間〜2週間である。培養は、通常5%炭酸ガス下で行なうことができる。ハイブリドーマ培養上清の抗体価は、上記の抗血清中の抗体価の測定と同様にして測定できる。
【0034】
(b)モノクローナル抗体の精製
モノクローナル抗体の分離精製は、自体公知の方法、例えば、免疫グロブリンの分離精製法〔例、塩析法、アルコール沈殿法、等電点沈殿法、電気泳動法、イオン交換体(例、DEAE)による吸脱着法、超遠心法、ゲルろ過法、抗原結合固相あるいはプロテインAあるいはプロテインGなどの活性吸着剤により抗体のみを採取し、結合を解離させて抗体を得る特異的精製法〕に従って行なうことができる。
〔ポリクローナル抗体の作製〕
本発明のポリクローナル抗体は、それ自体公知あるいはそれに準じる方法に従って製造することができる。例えば、免疫抗原(タンパク質抗原)自体、あるいはそれとキャリアータンパク質との複合体をつくり、上記のモノクローナル抗体の製造法と同様に温血動物に免疫を行ない、該免疫動物から本発明のタンパク質に対する抗体含有物を採取して、抗体の分離精製を行なうことにより製造することができる。
温血動物を免疫するために用いられる免疫抗原とキャリアータンパク質との複合体に関し、キャリアータンパク質の種類およびキャリアーとハプテンとの混合比は、キャリアーに架橋させて免疫したハプテンに対して抗体が効率良くできれば、どの様なものをどの様な比率で架橋させてもよいが、例えば、ウシ血清アルブミンやウシサイログロブリン、ヘモシアニン等を重量比でハプテン1に対し、約0.1〜20、好ましくは約1〜5の割合でカプルさせる方法が用いられる。また、ハプテンとキャリアーのカプリングには、種々の縮合剤を用いることができるが、グルタルアルデヒドやカルボジイミド、マレイミド活性エステル、チオール基、ジチオビリジル基を含有する活性エステル試薬等が用いられる。
縮合生成物は、温血動物に対して、抗体産生が可能な部位にそれ自体あるいは担体、希釈剤とともに投与される。投与に際して抗体産生能を高めるため、完全フロイントアジュバントや不完全フロイントアジュバントを投与してもよい。投与は、通常約2〜6週毎に1回ずつ、計約3〜10回程度行なわれる。
ポリクローナル抗体は、上記の方法で免疫された温血動物の血液、腹水など、好ましくは血液から採取することができる。
抗血清中のポリクローナル抗体価の測定は、上記の抗血清中の抗体価の測定と同様にして測定できる。ポリクローナル抗体の分離精製は、上記のモノクローナル抗体の分離精製と同様の免疫グロブリンの分離精製法に従って行なうことができる。
【0035】
本発明で用いられるタンパク質または部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド(例、DNA(以下、アンチセンスポリヌクレオチドの説明においては、これらのDNAを本発明のDNAと略記する場合がある))の塩基配列に相補的な、または実質的に相補的な塩基配列またはその一部を有するアンチセンスポリヌクレオチドとしては、本発明のDNAの塩基配列に相補的な、または実質的に相補的な塩基配列またはその一部を有し、該DNAの発現を抑制し得る作用を有するものであれば、いずれのアンチセンスポリヌクレオチドであってもよいが、アンチセンスDNAが好ましい。
本発明のDNAに実質的に相補的な塩基配列とは、例えば、本発明のDNAに相補的な塩基配列(すなわち、本発明のDNAの相補鎖)の全塩基配列あるいは部分塩基配列と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有する塩基配列などが挙げられる。特に、本発明のDNAの相補鎖の全塩基配列うち、(イ)翻訳阻害を指向したアンチセンスポリヌクレオチドの場合は、本発明のタンパク質のN末端部位をコードする部分の塩基配列(例えば、開始コドン付近の塩基配列など)の相補鎖と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアンチセンスポリヌクレオチドが、(ロ)RNaseHによるRNA分解を指向するアンチセンスポリヌクレオチドの場合は、イントロンを含む本発明のDNAの全塩基配列の相補鎖と約70%以上、好ましくは約80%以上、より好ましくは約90%以上、最も好ましくは約95%以上の相同性を有するアンチセンスポリヌクレオチドがそれぞれ好適である。
具体的には、(1)配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補的な、もしくは実質的に相補的な塩基配列、またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド、好ましくは例えば、配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補な塩基配列、またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド(より好ましくは、配列番号:2で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補な塩基配列、またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド)、(2)配列番号:4で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補的な、もしくは実質的に相補的な塩基配列、またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド、好ましくは例えば、配列番号:4で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補な塩基配列、またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド(より好ましくは、配列番号:4で表される塩基配列を含有するDNAの塩基配列に相補な塩基配列、またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド)などが挙げられる。
アンチセンスポリヌクレオチドは通常、10〜40個程度、好ましくは15〜30個程度の塩基から構成される。
ヌクレアーゼなどの加水分解酵素による分解を防ぐために、アンチセンスDNAを構成する各ヌクレオチドのリン酸残基(ホスフェート)は、例えば、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホロジチオネートなどの化学修飾リン酸残基に置換されていてもよい。また、各ヌクレオチドの糖(デオキシリボース)は、2’−O−メチル化などの化学修飾糖構造に置換されていてもよいし、塩基部分(ピリミジン、プリン)も化学修飾を受けたものであってもよく、配列番号:2で表される塩基配列を有するDNAにハイブリダイズするものであればいずれのものでもよい。これらのアンチセンスポリヌクレオチドは、公知のDNA合成装置などを用いて製造することができる。
【0036】
本発明に従えば、本発明のタンパク質遺伝子の複製または発現を阻害することのできるアンチセンスポリヌクレオチドを、クローン化した、あるいは決定されたタンパク質をコードするDNAの塩基配列情報に基づき設計し、合成しうる。かかるヌクレオチド(核酸)は、本発明のタンパク質遺伝子のRNAとハイブリダイズすることができ、該RNAの合成または機能を阻害することができるか、あるいは本発明のタンパク質関連RNAとの相互作用を介して本発明のタンパク質遺伝子の発現を調節・制御することができる。本発明のタンパク質関連RNAの選択された配列に相補的なポリヌクレオチド、および本発明のタンパク質関連RNAと特異的にハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドは、生体内および生体外で本発明のタンパク質遺伝子の発現を調節・制御するのに有用であり、また病気などの治療または診断に有用である。用語「対応する」とは、遺伝子を含めたヌクレオチド、塩基配列または核酸の特定の配列に相同性を有するあるいは相補的であることを意味する。ヌクレオチド、塩基配列または核酸とペプチド(タンパク質)との間で「対応する」とは、ヌクレオチド(核酸)の配列またはその相補体から誘導される指令にあるペプチド(タンパク質)のアミノ酸を通常指している。タンパク質遺伝子の5’端ヘアピンループ、5’端6−ベースペア・リピート、5’端非翻訳領域、ポリペプチド翻訳開始コドン、タンパク質コード領域、ORF翻訳終止コドン、3’端非翻訳領域、3’端パリンドローム領域、および3’端ヘアピンループは好ましい対象領域として選択しうるが、タンパク質遺伝子内の如何なる領域も対象として選択しうる。
目的核酸と、対象領域の少なくとも一部に相補的なポリヌクレオチドとの関係は、対象物とハイブリダイズすることができるポリヌクレオチドとの関係は、「アンチセンス」であるということができる。アンチセンスポリヌクレオチドは、2−デオキシ−D−リボースを含有しているポリヌクレオチド、D−リボースを含有しているポリヌクレオチド、プリンまたはピリミジン塩基のN−グリコシドであるその他のタイプのポリヌクレオチド、あるいは非ヌクレオチド骨格を有するその他のポリマー(例えば、市販のタンパク質核酸および合成配列特異的な核酸ポリマー)または特殊な結合を含有するその他のポリマー(但し、該ポリマーはDNAやRNA中に見出されるような塩基のペアリングや塩基の付着を許容する配置をもつヌクレオチドを含有する)などが挙げられる。それらは、2本鎖DNA、1本鎖DNA、2本鎖RNA、1本鎖RNA、さらにDNA:RNAハイブリッドであることができ、さらに非修飾ポリヌクレオチド(または非修飾オリゴヌクレオチド)、さらには公知の修飾の付加されたもの、例えば当該分野で知られた標識のあるもの、キャップの付いたもの、メチル化されたもの、1個以上の天然のヌクレオチドを類縁物で置換したもの、分子内ヌクレオチド修飾のされたもの、例えば非荷電結合(例えば、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホルアミデート、カルバメートなど)を持つもの、電荷を有する結合または硫黄含有結合(例えば、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエートなど)を持つもの、例えばタンパク質(ヌクレアーゼ、ヌクレアーゼ・インヒビター、トキシン、抗体、シグナルペプチド、ポリ−L−リジンなど)や糖(例えば、モノサッカライドなど)などの側鎖基を有しているもの、インターカレート化合物(例えば、アクリジン、ソラレンなど)を持つもの、キレート化合物(例えば、金属、放射活性をもつ金属、ホウ素、酸化性の金属など)を含有するもの、アルキル化剤を含有するもの、修飾された結合を持つもの(例えば、αアノマー型の核酸など)であってもよい。ここで「ヌクレオシド」、「ヌクレオチド」および「核酸」とは、プリンおよびピリミジン塩基を含有するのみでなく、修飾されたその他の複素環型塩基をもつようなものを含んでいて良い。こうした修飾物は、メチル化されたプリンおよびピリミジン、アシル化されたプリンおよびピリミジン、あるいはその他の複素環を含むものであってよい。修飾されたヌクレオチドおよび修飾されたヌクレオチドはまた糖部分が修飾されていてよく、例えば、1個以上の水酸基がハロゲンとか、脂肪族基などで置換されていたり、あるいはエーテル、アミンなどの官能基に変換されていてよい。
本発明のアンチセンスポリヌクレオチドは、RNA、DNA、あるいは修飾された核酸(RNA、DNA)である。修飾された核酸の具体例としては核酸の硫黄誘導体やチオホスフェート誘導体、そしてポリヌクレオシドアミドやオリゴヌクレオシドアミドの分解に抵抗性のものが挙げられるが、それに限定されるものではない。本発明のアンチセンス核酸は次のような方針で好ましく設計されうる。すなわち、細胞内でのアンチセンス核酸をより安定なものにする、アンチセンス核酸の細胞透過性をより高める、目標とするセンス鎖に対する親和性をより大きなものにする、そしてもし毒性があるならアンチセンス核酸の毒性をより小さなものにする。
こうして修飾は当該分野で数多く知られており、例えば J. Kawakami et al.,Pharm Tech Japan, Vol. 8, pp.247, 1992; Vol. 8, pp.395, 1992; S. T. Crooke et al. ed., Antisense Research and Applications, CRC Press, 1993 などに開示がある。
本発明のアンチセンス核酸は、変化せしめられたり、修飾された糖、塩基、結合を含有していて良く、リポゾーム、ミクロスフェアのような特殊な形態で供与されたり、遺伝子治療により適用されたり、付加された形態で与えられることができうる。こうして付加形態で用いられるものとしては、リン酸基骨格の電荷を中和するように働くポリリジンのようなポリカチオン体、細胞膜との相互作用を高めたり、核酸の取込みを増大せしめるような脂質(例えば、ホスホリピド、コレステロールなど)といった疎水性のものが挙げられる。付加するに好ましい脂質としては、コレステロールやその誘導体(例えば、コレステリルクロロホルメート、コール酸など)が挙げられる。こうしたものは、核酸の3’端あるいは5’端に付着させることができ、塩基、糖、分子内ヌクレオシド結合を介して付着させることができうる。その他の基としては、核酸の3’端あるいは5’端に特異的に配置されたキャップ用の基で、エキソヌクレアーゼ、RNaseなどのヌクレアーゼによる分解を阻止するためのものが挙げられる。こうしたキャップ用の基としては、ポリエチレングリコール、テトラエチレングリコールなどのグリコールをはじめとした当該分野で知られた水酸基の保護基が挙げられるが、それに限定されるものではない。
アンチセンス核酸の阻害活性は、本発明の形質転換体、本発明の生体内や生体外の遺伝子発現系、あるいは本発明のタンパク質の生体内や生体外の翻訳系を用いて調べることができる。該核酸それ自体公知の各種の方法で細胞に適用できる。
【0037】
以下に、本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩(以下、本発明のタンパク質と略記する場合がある)、本発明のタンパク質または部分ペプチドをコードするポリヌクレオチド(例、DNA(以下、本発明のDNAと略記する場合がある))、本発明のタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩に対する抗体(以下、本発明の抗体と略記する場合がある)、および本発明のDNAのアンチセンスポリヌクレオチド(以下、本発明のアンチセンスポリヌクレオチドと略記する場合がある)の用途を説明する。
【0038】
本発明のタンパク質は、肺気腫病変を有する肺で発現が増加するので、疾患マーカーとして利用することが出来る。すなわち、肺における早期診断、症状の重症度の判定、疾患進行の予測のためのマーカーとして有用である。よって、本発明のアンチセンスポリヌクレオチド、本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物もしくはその塩、本発明のタンパク質遺伝子の発現を阻害する化合物もしくはその塩または本発明の抗体を含有する医薬は、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として安全に使用することができる。
【0039】
(1)疾病に対する医薬候補化合物のスクリーニング
本発明のタンパク質は肺気腫病変を有する肺で発現が増加するので、本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩は、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
したがって、本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩のスクリーニングのための試薬として有用である。
すなわち、本発明は、本発明のタンパク質を用いることを特徴とする本発明のタンパク質の活性(例えば、細胞接着活性、ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性など)を調節(促進または阻害)(好ましくは阻害)する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
具体的には、(i)本発明のタンパク質の細胞接着活性またはヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性と、(ii)本発明のタンパク質と試験化合物の混合物の細胞接着活性またはヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性との比較をすることを特徴する本発明のタンパク質の活性を調節(促進または阻害)する化合物またはその塩のスクリーニング方法が用いられる。
上記スクリーニング方法においては、例えば(i)と(ii)の場合において、細胞接着活性またはヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性などを自体公知の方法、例えば、J. Biol. Chem. 276(11)巻、8125−8134頁、2001年などに記載の方法またはそれに準じる方法に従って測定し、比較する。
具体的には、(i)本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンFc領域との融合タンパク質および内皮細胞を混合後、標識された(例、酵素ラベル)Fc領域認識抗体を反応させ、基質を添加し、酵素反応を行わせた場合と、(ii)試験化合物の存在下、本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンFc領域との融合タンパク質および内皮細胞を混合後、標識された(例、酵素ラベル)Fc領域認識抗体を反応させ、基質を添加し、酵素反応を行わせた場合の、酵素活性をそれぞれ測定し、本発明のタンパク質の活性を調節(促進または阻害)する化合物またはその塩をスクリーニングする。本反応は、適当な緩衝液中で行う。必要に応じ洗浄操作を行う。酵素反応の測定は、マイクロプレートリーダーなどを使用する公知の方法に準じて行う。
具体的には、(i)ヘパリン−BSAを固定化したマイクロプレート、および本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンのFc領域との融合タンパク質を反応させた後、標識された(例、酵素ラベル)Fc領域認識抗体と反応させ、基質を添加し、酵素反応を行わせた場合と、(ii)試験化合物の存在下、ヘパリン−BSAを固定化したマイクロプレート、および本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンのFc領域との融合タンパク質を反応させた後、標識された(例、酵素ラベル)Fc領域認識抗体と反応させ、基質を添加し、酵素反応を行わせた場合の、酵素活性をそれぞれ測定する。本反応は、適当な緩衝液中で行う。必要に応じ洗浄操作を行う。酵素反応の測定は、マイクロプレートリーダーなどを使用する公知の方法に準じて行う。
本発明のタンパク質の細胞外領域としては、配列番号:1で表されるアミノ酸配列の第1〜319番目の配列を有するペプチドなどが挙げられる。本発明のタンパク質の細胞外領域と免疫グロブリンFc領域との融合タンパク質は、公知の方法、例えばJ. Biol. Chem. 276(11)巻、8125−8134頁、2001年に記載の方法またはそれに準じる方法などに従って作製される。内皮細胞としては、例えば血管内皮細胞などが用いられる。
上記の本発明のタンパク質は、本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞を培養することによって製造されたものなどが用いられる。本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞としては、例えば、前述した本発明のタンパク質をコードするDNAを含有するベクターで形質転換された宿主(形質転換体)が用いられる。宿主としては、例えば、COS7細胞、CHO細胞、HEK293細胞などの動物細胞が好ましく用いられる。該スクリーニングには、例えば、前述の方法で培養することによって、本発明のタンパク質を細胞膜上に発現させた形質転換体が好ましく用いられる。本発明のタンパク質を発現し得る細胞の培養方法は、前記した本発明の形質変換体の培養法と同様である。
試験化合物としては、例えばペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液などがあげられる。
例えば、上記(ii)の場合における細胞接着活性またはヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性が上記(i)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上促進増加させる試験化合物を、本発明のタンパク質の活性を促進する化合物として、上記(ii)の場合における細胞接着活性またはヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性が上記(i)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上減少させる試験化合物を本発明のタンパク質の活性を阻害する化合物として選択することができる。
【0040】
本発明のタンパク質の活性を促進する活性を有する化合物は、本発明のタンパク質の作用を増強するための安全で低毒性な医薬として有用である。
本発明のタンパク質の活性を阻害する活性を有する化合物は、本発明のタンパク質の生理活性を抑制するための安全で低毒性な医薬、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として有用である。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる化合物またはその塩は、例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液、血漿などから選ばれた化合物である。該化合物の塩としては、前記した本発明のペプチドの塩と同様のものが用いられる。
【0041】
さらに、本発明のタンパク質をコードする遺伝子も、肺気腫病変を有する肺組織で発現が増加するので、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩は、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
したがって、本発明のポリヌクレオチド(例、DNA)は、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩のスクリーニングのための試薬として有用である。
スクリーニング方法としては、(iii)本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞を培養した場合と、(iv)試験化合物の存在下、本発明で用いられるタンパク質を産生する能力を有する細胞を培養した場合との比較を行うことを特徴とするスクリーニング方法が挙げられる。
上記方法において、(iii)と(iv)の場合における、前記遺伝子の発現量(具体的には、本発明のタンパク質量または前記タンパク質をコードするmRNA量)を測定して、比較する。
試験化合物および本発明のタンパク質を産生する能力を有する細胞としては、上記と同様のものが挙げられる。
タンパク質量の測定は、公知の方法、例えば、本発明のタンパク質を認識する抗体を用いて、細胞抽出液中などに存在する前記タンパク質を、ウェスタン解析、ELISA法などの方法またはそれに準じる方法に従い測定することができる。
mRNA量の測定は、公知の方法、例えば、プローブとして配列番号:2またはその一部分を含有する核酸を用いるノーザンハイブリダイゼーション、あるいはプライマーとして配列番号:2またはその一部分を含有する核酸、配列番号:4またはその一部分を含有する核酸を用いるノーザンハイブリダイゼーション、あるいはプライマーとして配列番号:4またはその一部分を含有する核酸を用いるPCR法またはそれに準じる方法に従い測定することができる。
例えば、上記(iv)の場合における遺伝子発現量を、上記(iii)の場合に比べて、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上上昇させる試験化合物を、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を促進する化合物として、約20%以上、好ましくは30%以上、より好ましくは約50%以上阻害する試験化合物を、本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を抑制する化合物として選択することができる。
【0042】
本発明のスクリーニング用キットは、本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドまたはその塩、または本発明で用いられるタンパク質もしくは部分ペプチドを産生する能力を有する細胞を含有するものである。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる化合物またはその塩は、上記した試験化合物、例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液、血漿などから選ばれた化合物またはその塩であり、本発明のタンパク質の活性(例、細胞接着活性、ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性など)を調節する化合物またはその塩である。
該化合物の塩としては、前記した本発明のタンパク質の塩と同様のものが用いられる。
本発明のタンパク質の活性を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩、および本発明のタンパク質をコードする遺伝子の発現を調節(好ましくは阻害)する化合物またはその塩はそれぞれ、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
本発明のスクリーニング方法またはスクリーニング用キットを用いて得られる化合物またはその塩を上述の予防・治療剤として使用する場合、常套手段に従って製剤化することができる。
【0043】
例えば、経口投与のための組成物としては、固体または液体の剤形、具体的には錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤などがあげられる。かかる組成物は自体公知の方法によって製造され、製剤分野において通常用いられる担体、希釈剤もしくは賦形剤を含有するものである。例えば、錠剤用の担体、賦形剤としては、乳糖、でんぷん、蔗糖、ステアリン酸マグネシウムなどが用いられる。
非経口投与のための組成物としては、例えば、注射剤、坐剤などが用いられ、注射剤は静脈注射剤、皮下注射剤、皮内注射剤、筋肉注射剤、点滴注射剤、関節内注射剤などの剤形を包含する。かかる注射剤は、自体公知の方法に従って、例えば、上記抗体またはその塩を通常注射剤に用いられる無菌の水性もしくは油性液に溶解、懸濁または乳化することによって調製する。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液などが用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(例、エタノール)、ポリアルコール(例、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール)、非イオン界面活性剤〔例、ポリソルベート80、HCO−50(polyoxyethylene(50mol)adduct of hydrogenated castor oil)〕などと併用してもよい。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油などが用いられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールなどを併用してもよい。調製された注射液は、通常、適当なアンプルに充填される。直腸投与に用いられる坐剤は、上記抗体またはその塩を通常の坐薬用基剤に混合することによって調製される。
【0044】
上記の経口用または非経口用医薬組成物は、活性成分の投与量に適合するような投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。かかる投薬単位の剤形としては、錠剤、丸剤、カプセル剤、注射剤(アンプル)、坐剤などが例示され、それぞれの投薬単位剤形当たり通常5〜500mg、とりわけ注射剤では5〜100mg、その他の剤形では10〜250mgの上記化合物が含有されていることが好ましい。
なお前記した各組成物は、上記化合物との配合により好ましくない相互作用を生じない限り他の活性成分を含有してもよい。
このようにして得られる製剤は安全で低毒性であるので、例えば、ヒトまたは温血動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、トリ、ネコ、イヌ、サル、チンパンジーなど)に対して経口的にまたは非経口的に投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、その作用、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、肺気腫の治療の目的で本発明のタンパク質の活性を調節する化合物またはその塩を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)においては、一日につき該化合物またはその塩を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該化合物またはその塩の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、肺気腫の治療の目的で本発明のタンパク質の活性を調節する化合物またはその塩を注射剤の形で通常成人(体重60kgとして)に投与する場合、一日につき該化合物またはその塩を約0.01〜30mg、好ましくは約0.1〜20mg、より好ましくは約0.1〜10mgを静脈注射により投与するのが好都合である。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量を投与することができる。
【0045】
(2)本発明のタンパク質、その部分ペプチドまたはその塩の定量
本発明のタンパク質に対する抗体(以下、本発明の抗体と略記する場合がある)は、本発明のタンパク質を特異的に認識することができるので、被検液中の本発明のタンパク質の定量、特にサンドイッチ免疫測定法による定量などに使用することができる。
すなわち、本発明は、
(i)本発明の抗体と、被検液および標識化された本発明のタンパク質とを競合的に反応させ、該抗体に結合した標識化された本発明のタンパク質の割合を測定することを特徴とする被検液中の本発明のタンパク質の定量法、および
(ii)被検液と担体上に不溶化した本発明の抗体および標識化された本発明の別の抗体とを同時あるいは連続的に反応させたのち、不溶化担体上の標識剤の活性を測定することを特徴とする被検液中の本発明のタンパク質の定量法を提供する。
上記(ii)の定量法においては、一方の抗体が本発明のタンパク質のN端部を認識する抗体で、他方の抗体が本発明のタンパク質のC端部に反応する抗体であることが望ましい。
【0046】
また、本発明のタンパク質に対するモノクローナル抗体(以下、本発明のモノクローナル抗体と称する場合がある)を用いて本発明のタンパク質の定量を行なえるほか、組織染色等による検出を行なうこともできる。これらの目的には、抗体分子そのものを用いてもよく、また、抗体分子のF(ab’)、Fab’、あるいはFab画分を用いてもよい。
本発明の抗体を用いる本発明のタンパク質の定量法は、特に制限されるべきものではなく、被測定液中の抗原量(例えば、タンパク質量)に対応した抗体、抗原もしくは抗体−抗原複合体の量を化学的または物理的手段により検出し、これを既知量の抗原を含む標準液を用いて作製した標準曲線より算出する測定法であれば、いずれの測定法を用いてもよい。例えば、ネフロメトリー、競合法、イムノメトリック法およびサンドイッチ法が好適に用いられるが、感度、特異性の点で、後述するサンドイッチ法を用いるのが特に好ましい。
標識物質を用いる測定法に用いられる標識剤としては、例えば、放射性同位元素、酵素、蛍光物質、発光物質などが用いられる。放射性同位元素としては、例えば、〔125I〕、〔131I〕、〔H〕、〔14C〕などが用いられる。上記酵素としては、安定で比活性の大きなものが好ましく、例えば、β−ガラクトシダーゼ、β−グルコシダーゼ、アルカリフォスファターゼ、パーオキシダーゼ、リンゴ酸脱水素酵素などが用いられる。蛍光物質としては、例えば、フルオレスカミン、フルオレッセンイソチオシアネートなどが用いられる。発光物質としては、例えば、ルミノール、ルミノール誘導体、ルシフェリン、ルシゲニンなどが用いられる。さらに、抗体あるいは抗原と標識剤との結合にビオチン−アビジン系を用いることもできる。
【0047】
抗原あるいは抗体の不溶化に当っては、物理吸着を用いてもよく、また通常タンパク質あるいは酵素等を不溶化、固定化するのに用いられる化学結合を用いる方法でもよい。担体としては、アガロース、デキストラン、セルロースなどの不溶性多糖類、ポリスチレン、ポリアクリルアミド、シリコン等の合成樹脂、あるいはガラス等が挙げられる。
サンドイッチ法においては不溶化した本発明のモノクローナル抗体に被検液を反応させ(1次反応)、さらに標識化した別の本発明のモノクローナル抗体を反応させ(2次反応)たのち、不溶化担体上の標識剤の活性を測定することにより被検液中の本発明のタンパク質量を定量することができる。1次反応と2次反応は逆の順序に行っても、また、同時に行なってもよいし時間をずらして行なってもよい。標識化剤および不溶化の方法は前記のそれらに準じることができる。また、サンドイッチ法による免疫測定法において、固相用抗体あるいは標識用抗体に用いられる抗体は必ずしも1種類である必要はなく、測定感度を向上させる等の目的で2種類以上の抗体の混合物を用いてもよい。
本発明のサンドイッチ法による本発明のタンパク質の測定法においては、1次反応と2次反応に用いられる本発明のモノクローナル抗体は、本発明のタンパク質の結合する部位が相異なる抗体が好ましく用いられる。すなわち、1次反応および2次反応に用いられる抗体は、例えば、2次反応で用いられる抗体が、本発明のタンパク質のC端部を認識する場合、1次反応で用いられる抗体は、好ましくはC端部以外、例えばN端部を認識する抗体が用いられる。
【0048】
本発明のモノクローナル抗体をサンドイッチ法以外の測定システム、例えば、競合法、イムノメトリック法あるいはネフロメトリーなどに用いることができる。
競合法では、被検液中の抗原と標識抗原とを抗体に対して競合的に反応させたのち、未反応の標識抗原(F)と、抗体と結合した標識抗原(B)とを分離し(B/F分離)、B,Fいずれかの標識量を測定し、被検液中の抗原量を定量する。本反応法には、抗体として可溶性抗体を用い、B/F分離をポリエチレングリコール、前記抗体に対する第2抗体などを用いる液相法、および、第1抗体として固相化抗体を用いるか、あるいは、第1抗体は可溶性のものを用い第2抗体として固相化抗体を用いる固相化法とが用いられる。
イムノメトリック法では、被検液中の抗原と固相化抗原とを一定量の標識化抗体に対して競合反応させた後固相と液相を分離するか、あるいは、被検液中の抗原と過剰量の標識化抗体とを反応させ、次に固相化抗原を加え未反応の標識化抗体を固相に結合させたのち、固相と液相を分離する。次に、いずれかの相の標識量を測定し被検液中の抗原量を定量する。
また、ネフロメトリーでは、ゲル内あるいは溶液中で抗原抗体反応の結果生じた不溶性の沈降物の量を測定する。被検液中の抗原量が僅かであり、少量の沈降物しか得られない場合にもレーザーの散乱を利用するレーザーネフロメトリーなどが好適に用いられる。
【0049】
これら個々の免疫学的測定法を本発明の定量方法に適用するにあたっては、特別の条件、操作等の設定は必要とされない。それぞれの方法における通常の条件、操作法に当業者の通常の技術的配慮を加えて本発明のタンパク質の測定系を構築すればよい。これらの一般的な技術手段の詳細については、総説、成書などを参照することができる。
例えば、入江 寛編「ラジオイムノアッセイ」(講談社、昭和49年発行)、入江 寛編「続ラジオイムノアッセイ」(講談社、昭和54年発行)、石川栄治ら編「酵素免疫測定法」(医学書院、昭和53年発行)、石川栄治ら編「酵素免疫測定法」(第2版)(医学書院、昭和57年発行)、石川栄治ら編「酵素免疫測定法」(第3版)(医学書院、昭和62年発行)、「Methods in ENZYMOLOGY」Vol. 70(Immunochemical Techniques(Part A))、 同書 Vol. 73(Immunochemical Techniques(Part B))、 同書 Vol. 74(Immunochemical Techniques(Part C))、 同書 Vol. 84(Immunochemical Techniques(Part D:Selected Immunoassays))、 同書 Vol. 92(Immunochemical Techniques(Part E:Monoclonal Antibodies and General Immunoassay Methods))、 同書 Vol. 121(Immunochemical Techniques(Part I:Hybridoma Technology and Monoclonal Antibodies))(以上、アカデミックプレス社発行)などを参照することができる。
以上のようにして、本発明の抗体を用いることによって、本発明のタンパク質を感度良く定量することができる。
さらには、本発明の抗体を用いて本発明のタンパク質の濃度を定量することによって、本発明のタンパク質の濃度の増加または減少が検出された場合、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などである、または将来罹患する可能性が高いと診断することができる。
また、本発明の抗体は、体液や組織などの被検体中に存在する本発明のタンパク質を検出するために使用することができる。また、本発明のタンパク質を精製するために使用する抗体カラムの作製、精製時の各分画中の本発明のタンパク質の検出、被検細胞内における本発明のタンパク質の挙動の分析などのために使用することができる。
【0050】
(3)遺伝子診断薬
本発明のDNAは、例えば、プローブとして使用することにより、ヒトまたは温血動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、トリ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サル、チンパンジーなど)における本発明のタンパク質またはその部分ペプチドをコードするDNAまたはmRNAの異常(遺伝子異常)を検出することができるので、例えば、該DNAまたはmRNAの損傷、突然変異あるいは発現低下や、該DNAまたはmRNAの増加あるいは発現過多などの遺伝子診断薬として有用である。
本発明のDNAを用いる上記の遺伝子診断は、例えば、自体公知のノーザンハイブリダイゼーションやPCR−SSCP法(Genomics,第5巻,874〜879頁(1989年)、Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America,第86巻,2766〜2770頁(1989年))などにより実施することができる。
例えば、ノーザンハイブリダイゼーションにより発現過多または減少が検出された場合やPCR−SSCP法によりDNAの突然変異が検出された場合は、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などである可能性が高いと診断することができる。
【0051】
(4)アンチセンスポリヌクレオチドを含有する医薬
本発明のDNAに相補的に結合し、該DNAの発現を抑制することができる本発明のアンチセンスポリヌクレオチドは低毒性であり、生体内における本発明のタンパク質または本発明のDNAの機能(例、細胞接着活性またはヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性)を抑制することができるので、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
上記アンチセンスポリヌクレオチドを上記の予防・治療剤として使用する場合、自体公知の方法に従って製剤化し、投与することができる。
また、例えば、前記のアンチセンスポリヌクレオチドを単独あるいはレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノウイルスアソシエーテッドウイルスベクターなどの適当なベクターに挿入した後、常套手段に従って、ヒトまたは哺乳動物(例、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して経口的または非経口的に投与することができる。該アンチセンスポリヌクレオチドは、そのままで、あるいは摂取促進のために補助剤などの生理学的に認められる担体とともに製剤化し、遺伝子銃やハイドロゲルカテーテルのようなカテーテルによって投与できる。あるいは、エアロゾル化して吸入剤として気管内に局所投与することもできる。
さらに、体内動態の改良、半減期の長期化、細胞内取り込み効率の改善を目的に、前記のアンチセンスポリヌクレオチドを単独またはリポゾームなどの担体とともに製剤(注射剤)化し、静脈、皮下、気道、肺病変部等に投与してもよい。該アンチセンスポリヌクレオチドの投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、肺気腫の治療の目的で本発明のアンチセンスポリヌクレオチドを投与する場合、一般的に成人(体重60kg)においては、一日につき該アンチセンスポリヌクレオチドを約0.1〜100mg投与する。
上記アンチセンスポリヌクレオチドと同様に、本発明のタンパク質をコードするRNAの一部を含有する二重鎖RNA、本発明のタンパク質をコードするRNAの一部を含有するリボザイムなども、本発明の遺伝子の発現を抑制することができ、生体内における本発明で用いられるタンパク質または本発明で用いられるDNAの機能を抑制することができるので、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
二重鎖RNAは、公知の方法(例、Nature, 411巻, 494頁, 2001年)に準じて、本発明のポリヌクレオチドの配列を基に設計して製造することができる。
リボザイムは、公知の方法(例、TRENDS in Molecular Medicine, 7巻, 221頁, 2001年)に準じて、本発明のポリヌクレオチドの配列を基に設計して製造することができる。例えば、本発明のタンパク質をコードするRNAの一部に公知のリボザイムを連結することによって製造することができる。本発明のタンパク質をコードするRNAの一部としては、公知のリボザイムによって切断され得る本発明のRNA上の切断部位に近接した部分(RNA断片)が挙げられる。
上記の二重鎖RNAまたはリボザイムを上記予防・治療剤として使用する場合、アンチセンスポリヌクレオチドと同様にして製剤化し、投与することができる。
【0052】
(5)本発明の抗体を含有する医薬
本発明のタンパク質の活性を中和する作用を有する本発明の抗体は、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
本発明の抗体は、それ自体または適当な医薬組成物として投与することができる。上記投与に用いられる医薬組成物は、上記抗体またはその塩と薬理学的に許容され得る担体、希釈剤もしくは賦形剤とを含むものである。かかる組成物は、経口または非経口投与に適する剤形として提供される。
すなわち、例えば、経口投与のための組成物としては、固体または液体の剤形、具体的には錠剤(糖衣錠、フィルムコーティング錠を含む)、丸剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤(ソフトカプセル剤を含む)、シロップ剤、乳剤、懸濁剤などがあげられる。かかる組成物は公知の方法によって製造され、製剤分野において通常用いられる担体、希釈剤もしくは賦形剤を含有するものである。例えば、錠剤用の担体、賦形剤としては、乳糖、でんぷん、蔗糖、ステアリン酸マグネシウムなどが用いられる。
非経口投与のための組成物としては、例えば、注射剤、坐剤などが用いられ、注射剤は静脈注射剤、皮下注射剤、皮内注射剤、筋肉注射剤、点滴注射剤などの剤形を包含する。かかる注射剤は、公知の方法に従って、例えば、上記抗体またはその塩を通常注射剤に用いられる無菌の水性もしくは油性液に溶解、懸濁または乳化することによって調製する。注射用の水性液としては、例えば、生理食塩水、ブドウ糖やその他の補助薬を含む等張液などが用いられ、適当な溶解補助剤、例えば、アルコール(例、エタノール)、ポリアルコール(例、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール)、非イオン界面活性剤〔例、ポリソルベート80、HCO−50(polyoxyethylene(50mol)adduct of hydrogenated castor oil)〕などと併用してもよい。油性液としては、例えば、ゴマ油、大豆油などが用いられ、溶解補助剤として安息香酸ベンジル、ベンジルアルコールなどを併用してもよい。調製された注射液は、通常、適当なアンプルに充填される。直腸投与に用いられる坐剤は、上記抗体またはその塩を通常の坐薬用基剤に混合することによって調製される。
上記の経口用または非経口用医薬組成物は、活性成分の投与量に適合するような投薬単位の剤形に調製されることが好都合である。かかる投薬単位の剤形としては、錠剤、丸剤、カプセル剤、注射剤(アンプル)、坐剤などが例示され、それぞれの投薬単位剤形当たり通常5〜500mg、とりわけ注射剤では5〜100mg、その他の剤形では10〜250mgの上記抗体が含有されていることが好ましい。
なお前記した各組成物は、上記抗体との配合により好ましくない相互作用を生じない限り他の活性成分を含有してもよい。
本発明の抗体を含有する上記疾患の予防・治療剤は低毒性であり、そのまま液剤として、または適当な剤型の医薬組成物として、ヒトまたは哺乳動物(例、ラット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して経口的または非経口的(例、静脈投与)に投与することができる。投与量は、投与対象、対象疾患、症状、投与ルートなどによっても異なるが、例えば、成人の肺気腫の治療・予防のために使用する場合には、本発明の抗体を1回量として、通常0.01〜20mg/kg体重程度、好ましくは0.1〜10mg/kg体重程度、さらに好ましくは0.1〜5mg/kg体重程度を、1日1〜5回程度、好ましくは1日1〜3回程度、注射剤として投与するのが好都合である。他の非経口投与および経口投与の場合もこれに準ずる量を投与することができる。症状が特に重い場合には、その症状に応じて増量してもよい。
また、本発明の抗体は、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの診断薬としても有用である。
【0053】
(6)本発明の「ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性を調節する作用を有する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤」について
「ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性を調節する作用を有する化合物」は、ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性を調節する作用を有する化合物であればいかなるものでもよく、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
該予防・治療剤は、上記と同様にして製造される。
【0054】
(7)DNA転移動物
本発明は、外来性の本発明のタンパク質をコードするDNA(以下、本発明の外来性DNAと略記する)またはその変異DNA(本発明の外来性変異DNAと略記する場合がある)を有する非ヒト哺乳動物を提供する。
すなわち、本発明は、
(1)本発明の外来性DNAまたはその変異DNAを有する非ヒト哺乳動物、
(2)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第(1)記載の動物、
(3)ゲッ歯動物がマウスまたはラットである第(2)記載の動物、および
(4)本発明の外来性DNAまたはその変異DNAを含有し、哺乳動物において発現しうる組換えベクターを提供するものである。
本発明の外来性DNAまたはその変異DNAを有する非ヒト哺乳動物(以下、本発明のDNA転移動物と略記する)は、未受精卵、受精卵、精子およびその始原細胞を含む胚芽細胞などに対して、好ましくは、非ヒト哺乳動物の発生における胚発生の段階(さらに好ましくは、単細胞または受精卵細胞の段階でかつ一般に8細胞期以前)に、リン酸カルシウム法、電気パルス法、リポフェクション法、凝集法、マイクロインジェクション法、パーティクルガン法、DEAE−デキストラン法などにより目的とするDNAを転移することによって作出することができる。また、該DNA転移方法により、体細胞、生体の臓器、組織細胞などに目的とする本発明の外来性DNAを転移し、細胞培養、組織培養などに利用することもでき、さらに、これら細胞を上述の胚芽細胞と自体公知の細胞融合法により融合させることにより本発明のDNA転移動物を作出することもできる。
非ヒト哺乳動物としては、例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、マウス、ラットなどが用いられる。なかでも、病体動物モデル系の作成の面から個体発生および生物サイクルが比較的短く、また、繁殖が容易なゲッ歯動物、とりわけマウス(例えば、純系として、C57BL/6系統,DBA2系統など、交雑系として、B6C3F系統,BDF系統,B6D2F系統,BALB/c系統,ICR系統など)またはラット(例えば、Wistar,SDなど)などが好ましい。
哺乳動物において発現しうる組換えベクターにおける「哺乳動物」としては、上記の非ヒト哺乳動物の他にヒトなどがあげられる。
【0055】
本発明の外来性DNAとは、非ヒト哺乳動物が本来有している本発明のDNAではなく、いったん哺乳動物から単離・抽出された本発明のDNAをいう。
本発明の変異DNAとしては、元の本発明のDNAの塩基配列に変異(例えば、突然変異など)が生じたもの、具体的には、塩基の付加、欠損、他の塩基への置換などが生じたDNAなどが用いられ、また、異常DNAも含まれる。
該異常DNAとしては、異常な本発明のタンパク質を発現させるDNAを意味し、例えば、正常な本発明のタンパク質の機能を抑制するタンパク質を発現させるDNAなどが用いられる。
本発明の外来性DNAは、対象とする動物と同種あるいは異種のどちらの哺乳動物由来のものであってもよい。本発明のDNAを対象動物に転移させるにあたっては、該DNAを動物細胞で発現させうるプロモーターの下流に結合したDNAコンストラクトとして用いるのが一般に有利である。例えば、本発明のヒトDNAを転移させる場合、これと相同性が高い本発明のDNAを有する各種哺乳動物(例えば、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウスなど)由来のDNAを発現させうる各種プロモーターの下流に、本発明のヒトDNAを結合したDNAコンストラクト(例、ベクターなど)を対象哺乳動物の受精卵、例えば、マウス受精卵へマイクロインジェクションすることによって本発明のDNAを高発現するDNA転移哺乳動物を作出することができる。
【0056】
本発明のタンパク質の発現ベクターとしては、大腸菌由来のプラスミド、枯草菌由来のプラスミド、酵母由来のプラスミド、λファージなどのバクテリオファージ、モロニー白血病ウィルスなどのレトロウィルス、ワクシニアウィルスまたはバキュロウィルスなどの動物ウイルスなどが用いられる。なかでも、大腸菌由来のプラスミド、枯草菌由来のプラスミドまたは酵母由来のプラスミドなどが好ましく用いられる。
上記のDNA発現調節を行なうプロモーターとしては、例えば、▲1▼ウイルス(例、シミアンウイルス、サイトメガロウイルス、モロニー白血病ウイルス、JCウイルス、乳がんウイルス、ポリオウイルスなど)に由来するDNAのプロモーター、▲2▼各種哺乳動物(ヒト、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウスなど)由来のプロモーター、例えば、アルブミン、インスリンII、ウロプラキンII、エラスターゼ、エリスロポエチン、エンドセリン、筋クレアチンキナーゼ、グリア線維性酸性タンパク質、グルタチオンS−トランスフェラーゼ、血小板由来成長因子β、ケラチンK1,K10およびK14、コラーゲンI型およびII型、サイクリックAMP依存タンパク質キナーゼβIサブユニット、ジストロフィン、酒石酸抵抗性アルカリフォスファターゼ、心房ナトリウム利尿性因子、内皮レセプターチロシンキナーゼ(一般にTie2と略される)、ナトリウムカリウムアデノシン3リン酸化酵素(Na,K−ATPase)、ニューロフィラメント軽鎖、メタロチオネインIおよびIIA、メタロプロティナーゼ1組織インヒビター、MHCクラスI抗原(H−2L)、H−ras、レニン、ドーパミンβ−水酸化酵素、甲状腺ペルオキシダーゼ(TPO)、ペプチド鎖延長因子1α(EF−1α)、βアクチン、αおよびβミオシン重鎖、ミオシン軽鎖1および2、ミエリン基礎タンパク質、チログロブリン、Thy−1、免疫グロブリン、H鎖可変部(VNP)、血清アミロイドPコンポーネント、ミオグロビン、トロポニンC、平滑筋αアクチン、プレプロエンケファリンA、バソプレシンなどのプロモーターなどが用いられる。なかでも、全身で高発現することが可能なサイトメガロウイルスプロモーター、ヒトペプチド鎖延長因子1α(EF−1α)のプロモーター、ヒトおよびニワトリβアクチンプロモーターなどが好適である。
上記ベクターは、DNA転移哺乳動物において目的とするメッセンジャーRNAの転写を終結する配列(一般にターミネターと呼ばれる)を有していることが好ましく、例えば、ウイルス由来および各種哺乳動物由来の各DNAの配列を用いることができ、好ましくは、シミアンウイルスのSV40ターミネターなどが用いられる。
【0057】
その他、目的とする外来性DNAをさらに高発現させる目的で各DNAのスプライシングシグナル、エンハンサー領域、真核DNAのイントロンの一部などをプロモーター領域の5’上流、プロモーター領域と翻訳領域間あるいは翻訳領域の3’下流 に連結することも目的により可能である。
正常な本発明のタンパク質の翻訳領域は、ヒトまたは各種哺乳動物(例えば、ウサギ、イヌ、ネコ、モルモット、ハムスター、ラット、マウスなど)由来の肝臓、腎臓、甲状腺細胞、線維芽細胞由来DNAおよび市販の各種ゲノムDNAライブラリーよりゲノムDNAの全てあるいは一部として、または肝臓、腎臓、甲状腺細胞、線維芽細胞由来RNAより公知の方法により調製された相補DNAを原料として取得することが出来る。また、外来性の異常DNAは、上記の細胞または組織より得られた正常なタンパク質の翻訳領域を点突然変異誘発法により変異した翻訳領域を作製することができる。
該翻訳領域は転移動物において発現しうるDNAコンストラクトとして、前記のプロモーターの下流および所望により転写終結部位の上流に連結させる通常のDNA工学的手法により作製することができる。
受精卵細胞段階における本発明の外来性DNAの転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞のすべてに存在するように確保される。DNA転移後の作出動物の胚芽細胞において、本発明の外来性DNAが存在することは、作出動物の後代がすべて、その胚芽細胞および体細胞のすべてに本発明の外来性DNAを保持することを意味する。本発明の外来性DNAを受け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および体細胞のすべてに本発明の外来性DNAを有する。
本発明の外来性正常DNAを転移させた非ヒト哺乳動物は、交配により外来性DNAを安定に保持することを確認して、該DNA保有動物として通常の飼育環境で継代飼育することが出来る。
受精卵細胞段階における本発明の外来性DNAの転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞の全てに過剰に存在するように確保される。DNA転移後の作出動物の胚芽細胞において本発明の外来性DNAが過剰に存在することは、作出動物の子孫が全てその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の外来性DNAを過剰に有することを意味する。本発明の外来性DNAを受け継いだこの種の動物の子孫はその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の外来性DNAを過剰に有する。
導入DNAを相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得し、この雌雄の動物を交配することによりすべての子孫が該DNAを過剰に有するように繁殖継代することができる。
【0058】
本発明の正常DNAを有する非ヒト哺乳動物は、本発明の正常DNAが高発現させられており、内在性の正常DNAの機能を促進することにより最終的に本発明のタンパク質の機能亢進症を発症することがあり、その病態モデル動物として利用することができる。例えば、本発明の正常DNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能亢進症や、本発明のタンパク質が関連する疾患の病態機序の解明およびこれらの疾患の治療方法の検討を行なうことが可能である。
また、本発明の外来性正常DNAを転移させた哺乳動物は、遊離した本発明のタンパク質の増加症状を有することから、本発明のタンパク質に関連する疾患に対する予防・治療剤、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤のスクリーニング試験にも利用可能である。
一方、本発明の外来性異常DNAを有する非ヒト哺乳動物は、交配により外来性DNAを安定に保持することを確認して該DNA保有動物として通常の飼育環境で継代飼育することが出来る。さらに、目的とする外来DNAを前述のプラスミドに組み込んで原料として用いることができる。プロモーターとのDNAコンストラク卜は、通常のDNA工学的手法によって作製することができる。受精卵細胞段階における本発明の異常DNAの転移は、対象哺乳動物の胚芽細胞および体細胞の全てに存在するように確保される。DNA転移後の作出動物の胚芽細胞において本発明の異常DNAが存在することは、作出動物の子孫が全てその胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の異常DNAを有することを意味する。本発明の外来性DNAを受け継いだこの種の動物の子孫は、その胚芽細胞および体細胞の全てに本発明の異常DNAを有する。導入DNAを相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得し、この雌雄の動物を交配することによりすべての子孫が該DNAを有するように繁殖継代することができる。
【0059】
本発明の異常DNAを有する非ヒト哺乳動物は、本発明の異常DNAが高発現させられており、内在性の正常DNAの機能を阻害することにより最終的に本発明のタンパク質の機能不活性型不応症となることがあり、その病態モデル動物として利用することができる。例えば、本発明の異常DNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症の病態機序の解明およびこの疾患を治療方法の検討を行なうことが可能である。
また、具体的な利用可能性としては、本発明の異常DNA高発現動物は、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症における本発明の異常タンパク質による正常タンパク質の機能阻害(dominant negative作用)を解明するモデルとなる。また、本発明の外来異常DNAを転移させた哺乳動物は、遊離した本発明のタンパク質の増加症状を有することから、本発明のタンパク質または機能不活性型不応症に対する予防・治療剤、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤のスクリーニング試験にも利用可能である。
また、上記2種類の本発明のDNA転移動物のその他の利用可能性として、例えば、
▲1▼組織培養のための細胞源としての使用、
▲2▼本発明のDNA転移動物の組織中のDNAもしくはRNAを直接分析するか、またはDNAにより発現されたペプチド組織を分析することによる、本発明のタンパク質により特異的に発現あるいは活性化するペプチドとの関連性についての解析、
▲3▼DNAを有する組織の細胞を標準組織培養技術により培養し、これらを使用して、一般に培養困難な組織からの細胞の機能の研究、
▲4▼上記▲3▼記載の細胞を用いることによる細胞の機能を高めるような薬剤のスクリーニング、および
▲5▼本発明の変異タンパク質を単離精製およびその抗体作製などが考えられる。
【0060】
さらに、本発明のDNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症などを含む、本発明のタンパク質に関連する疾患の臨床症状を調べることができ、また、本発明のタンパク質に関連する疾患モデルの各臓器におけるより詳細な病理学的所見が得られ、新しい治療方法の開発、さらには、該疾患による二次的疾患の研究および治療に貢献することができる。
また、本発明のDNA転移動物から各臓器を取り出し、細切後、トリプシンなどのタンパク質分解酵素により、遊離したDNA転移細胞の取得、その培養またはその培養細胞の系統化を行なうことが可能である。さらに、本発明のタンパク質産生細胞の特定化、アポトーシス、分化あるいは増殖との関連性、またはそれらにおけるシグナル伝達機構を調べ、それらの異常を調べることなどができ、本発明のタンパク質およびその作用解明のための有効な研究材料となる。
さらに、本発明のDNA転移動物を用いて、本発明のタンパク質の機能不活性型不応症を含む、本発明のタンパク質に関連する疾患の治療薬の開発を行なうために、上述の検査法および定量法などを用いて、有効で迅速な該疾患治療薬のスクリーニング法を提供することが可能となる。また、本発明のDNA転移動物または本発明の外来性DNA発現ベクターを用いて、本発明のタンパク質が関連する疾患のDNA治療法を検討、開発することが可能である。
【0061】
(8)ノックアウト動物
本発明は、本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞および本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物を提供する。
すなわち、本発明は、
(1)本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞、
(2)該DNAがレポーター遺伝子(例、大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子)を導入することにより不活性化された第(1)項記載の胚幹細胞、
(3)ネオマイシン耐性である第(1)項記載の胚幹細胞、
(4)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第(1)項記載の胚幹細胞、
(5)ゲッ歯動物がマウスである第(4)項記載の胚幹細胞、
(6)本発明のDNAが不活性化された該DNA発現不全非ヒト哺乳動物、
(7)該DNAがレポーター遺伝子(例、大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子)を導入することにより不活性化され、該レポーター遺伝子が本発明のDNAに対するプロモーターの制御下で発現しうる第(6)項記載の非ヒト哺乳動物、
(8)非ヒト哺乳動物がゲッ歯動物である第(6)項記載の非ヒト哺乳動物、
(9)ゲッ歯動物がマウスである第(8)項記載の非ヒト哺乳動物、および
(10)第(7)項記載の動物に、試験化合物を投与し、レポーター遺伝子の発現を検出することを特徴とする本発明のDNAに対するプロモーター活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
【0062】
本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞とは、該非ヒト哺乳動物が有する本発明のDNAに人為的に変異を加えることにより、DNAの発現能を抑制するか、もしくは該DNAがコードしている本発明のタンパク質の活性を実質的に喪失させることにより、DNAが実質的に本発明のタンパク質の発現能を有さない(以下、本発明のノックアウトDNAと称することがある)非ヒト哺乳動物の胚幹細胞(以下、ES細胞と略記する)をいう。
非ヒト哺乳動物としては、前記と同様のものが用いられる。
本発明のDNAに人為的に変異を加える方法としては、例えば、遺伝子工学的手法により該DNA配列の一部又は全部の削除、他DNAを挿入または置換させることによって行なうことができる。これらの変異により、例えば、コドンの読み取り枠をずらしたり、プロモーターあるいはエキソンの機能を破壊することにより本発明のノックアウトDNAを作製すればよい。
【0063】
本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞(以下、本発明のDNA不活性化ES細胞または本発明のノックアウトES細胞と略記する)の具体例としては、例えば、目的とする非ヒト哺乳動物が有する本発明のDNAを単離し、そのエキソン部分にネオマイシン耐性遺伝子、ハイグロマイシン耐性遺伝子を代表とする薬剤耐性遺伝子、あるいはlacZ(β−ガラクトシダーゼ遺伝子)、cat(クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ遺伝子)を代表とするレポーター遺伝子等を挿入することによりエキソンの機能を破壊するか、あるいはエキソン間のイントロン部分に遺伝子の転写を終結させるDNA配列(例えば、polyA付加シグナルなど)を挿入し、完全なメッセンジャーRNAを合成できなくすることによって、結果的に遺伝子を破壊するように構築したDNA配列を有するDNA鎖(以下、ターゲッティングベクターと略記する)を、例えば相同組換え法により該動物の染色体に導入し、得られたES細胞について本発明のDNA上あるいはその近傍のDNA配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーション解析あるいはターゲッティングベクター上のDNA配列とターゲッティングベクター作製に使用した本発明のDNA以外の近傍領域のDNA配列をプライマーとしたPCR法により解析し、本発明のノックアウトES細胞を選別することにより得ることができる。
また、相同組換え法等により本発明のDNAを不活化させる元のES細胞としては、例えば、前述のような既に樹立されたものを用いてもよく、また公知 EvansとKaufmaの方法に準じて新しく樹立したものでもよい。例えば、マウスのES細胞の場合、現在、一般的には129系のES細胞が使用されているが、免疫学的背景がはっきりしていないので、これに代わる純系で免疫学的に遺伝的背景が明らかなES細胞を取得するなどの目的で例えば、C57BL/6マウスやC57BL/6の採卵数の少なさをDBA/2との交雑により改善したBDFマウス(C57BL/6とDBA/2とのF)を用いて樹立したものなども良好に用いうる。BDFマウスは、採卵数が多く、かつ、卵が丈夫であるという利点に加えて、C57BL/6マウスを背景に持つので、これを用いて得られたES細胞は病態モデルマウスを作出したとき、C57BL/6マウスとバッククロスすることでその遺伝的背景をC57BL/6マウスに代えることが可能である点で有利に用い得る。
また、ES細胞を樹立する場合、一般には受精後3.5日目の胚盤胞を使用するが、これ以外に8細胞期胚を採卵し胚盤胞まで培養して用いることにより効率よく多数の初期胚を取得することができる。
また、雌雄いずれのES細胞を用いてもよいが、通常雄のES細胞の方が生殖系列キメラを作出するのに都合が良い。また、煩雑な培養の手間を削減するためにもできるだけ早く雌雄の判別を行なうことが望ましい。
【0064】
ES細胞の雌雄の判定方法としては、例えば、PCR法によりY染色体上の性決定領域の遺伝子を増幅、検出する方法が、その1例としてあげることができる。この方法を使用すれば、従来、核型分析をするのに約10個の細胞数を要していたのに対して、1コロニー程度のES細胞数(約50個)で済むので、培養初期におけるES細胞の第一次セレクションを雌雄の判別で行なうことが可能であり、早期に雄細胞の選定を可能にしたことにより培養初期の手間は大幅に削減できる。
また、第二次セレクションとしては、例えば、G−バンディング法による染色体数の確認等により行うことができる。得られるES細胞の染色体数は正常数の100%が望ましいが、樹立の際の物理的操作等の関係上困難な場合は、ES細胞の遺伝子をノックアウトした後、正常細胞(例えば、マウスでは染色体数が2n=40である細胞)に再びクローニングすることが望ましい。
このようにして得られた胚幹細胞株は、通常その増殖性は大変良いが、個体発生できる能力を失いやすいので、注意深く継代培養することが必要である。例えば、STO繊維芽細胞のような適当なフィーダー細胞上でLIF(1〜10000U/ml)存在下に炭酸ガス培養器内(好ましくは、5%炭酸ガス、95%空気または5%酸素、5%炭酸ガス、90%空気)で約37℃で培養するなどの方法で培養し、継代時には、例えば、トリプシン/EDTA溶液(通常0.001〜0.5%トリプシン/0.1〜5mM EDTA、好ましくは約0.1%トリプシン/1mM EDTA)処理により単細胞化し、新たに用意したフィーダー細胞上に播種する方法などがとられる。このような継代は、通常1〜3日毎に行なうが、この際に細胞の観察を行い、形態的に異常な細胞が見受けられた場合はその培養細胞は放棄することが望まれる。
ES細胞は、適当な条件により、高密度に至るまで単層培養するか、または細胞集塊を形成するまで浮遊培養することにより、頭頂筋、内臓筋、心筋などの種々のタイプの細胞に分化させることが可能であり〔M. J. Evans及びM. H. Kaufman, Nature 第292巻、154頁、1981年;G. R. Martin Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.第78巻、7634頁、1981年;T. C. Doetschman ら、ジャーナル・オブ・エンブリオロジー・アンド・エクスペリメンタル・モルフォロジー、第87巻、27頁、1985年〕、本発明のES細胞を分化させて得られる本発明のDNA発現不全細胞は、インビトロにおける本発明のタンパク質の細胞生物学的検討において有用である。
【0065】
本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、該動物のmRNA量を公知方法を用いて測定して間接的にその発現量を比較することにより、正常動物と区別することが可能である。
該非ヒト哺乳動物としては、前記と同様のものが用いられる。
本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、例えば、前述のようにして作製したターゲッティングベクターをマウス胚幹細胞またはマウス卵細胞に導入し、導入によりターゲッティングベクターの本発明のDNAが不活性化されたDNA配列が遺伝子相同組換えにより、マウス胚幹細胞またはマウス卵細胞の染色体上の本発明のDNAと入れ換わる相同組換えをさせることにより、本発明のDNAをノックアウトさせることができる。
本発明のDNAがノックアウトされた細胞は、本発明のDNA上またはその近傍のDNA配列をプローブとしたサザンハイブリダイゼーション解析またはターゲッティングベクター上のDNA配列と、ターゲッティングベクターに使用したマウス由来の本発明のDNA以外の近傍領域のDNA配列とをプライマーとしたPCR法による解析で判定することができる。非ヒト哺乳動物胚幹細胞を用いた場合は、遺伝子相同組換えにより、本発明のDNAが不活性化された細胞株をクローニングし、その細胞を適当な時期、例えば、8細胞期の非ヒト哺乳動物胚または胚盤胞に注入し、作製したキメラ胚を偽妊娠させた該非ヒト哺乳動物の子宮に移植する。作出された動物は正常な本発明のDNA座をもつ細胞と人為的に変異した本発明のDNA座をもつ細胞との両者から構成されるキメラ動物である。該キメラ動物の生殖細胞の一部が変異した本発明のDNA座をもつ場合、このようなキメラ個体と正常個体を交配することにより得られた個体群より、全ての組織が人為的に変異を加えた本発明のDNA座をもつ細胞で構成された個体を、例えば、コートカラーの判定等により選別することにより得られる。このようにして得られた個体は、通常、本発明のタンパク質のヘテロ発現不全個体であり、本発明のタンパク質のヘテロ発現不全個体同志を交配し、それらの産仔から本発明のタンパク質のホモ発現不全個体を得ることができる。
【0066】
卵細胞を使用する場合は、例えば、卵細胞核内にマイクロインジェクション法でDNA溶液を注入することによりターゲッティングベクターを染色体内に導入したトランスジェニック非ヒト哺乳動物を得ることができ、これらのトランスジェニック非ヒト哺乳動物に比べて、遺伝子相同組換えにより本発明のDNA座に変異のあるものを選択することにより得られる。
このようにして本発明のDNAがノックアウトされている個体は、交配により得られた動物個体も該DNAがノックアウトされていることを確認して通常の飼育環境で飼育継代を行なうことができる。
さらに、生殖系列の取得および保持についても常法に従えばよい。すなわち、該不活化DNAの保有する雌雄の動物を交配することにより、該不活化DNAを相同染色体の両方に持つホモザイゴート動物を取得しうる。得られたホモザイゴート動物は、母親動物に対して、正常個体1,ホモザイゴート複数になるような状態で飼育することにより効率的に得ることができる。ヘテロザイゴート動物の雌雄を交配することにより、該不活化DNAを有するホモザイゴートおよびヘテロザイゴート動物を繁殖継代する。
本発明のDNAが不活性化された非ヒト哺乳動物胚幹細胞は、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物を作出する上で、非常に有用である。
また、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、本発明のタンパク質により誘導され得る種々の生物活性を欠失するため、本発明のタンパク質の生物活性の不活性化を原因とする疾病のモデルとなり得るので、これらの疾病の原因究明及び治療法の検討に有用である。
【0067】
(8a)本発明のDNAの欠損や損傷などに起因する疾病に対して治療・予防効果を有する化合物のスクリーニング方法
本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、本発明のDNAの欠損や損傷などに起因する疾病に対して治療・予防効果を有する化合物のスクリーニングに用いることができる。
すなわち、本発明は、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物に試験化合物を投与し、該動物の変化を観察・測定することを特徴とする、本発明のDNAの欠損や損傷などに起因する疾病、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などに対して治療・予防効果を有する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
該スクリーニング方法において用いられる本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物としては、前記と同様のものがあげられる。
試験化合物としては、例えば、ペプチド、タンパク質、非ペプチド性化合物、合成化合物、発酵生産物、細胞抽出液、植物抽出液、動物組織抽出液、血漿などがあげられ、これら化合物は新規な化合物であってもよいし、公知の化合物であってもよい。
具体的には、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物を、試験化合物で処理し、無処理の対照動物と比較し、該動物の各器官、組織、疾病の症状などの変化を指標として試験化合物の治療・予防効果を試験することができる。
試験動物を試験化合物で処理する方法としては、例えば、経口投与、静脈注射などが用いられ、試験動物の症状、試験化合物の性質などにあわせて適宜選択することができる。また、試験化合物の投与量は、投与方法、試験化合物の性質などにあわせて適宜選択することができる。
【0068】
例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などに対して治療・予防効果を有する化合物をスクリーニングする場合、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物に試験化合物を投与し、試験化合物非投与群と肺の気腫化の違い、呼吸機能の違いなどを上記組織で経時的に観察する。
該スクリーニング方法において、試験動物に試験化合物を投与した場合、該試験動物の上記疾患症状が約10%以上、好ましくは約30%以上、より好ましくは約50%以上改善した場合、該試験化合物を上記の疾患に対して治療・予防効果を有する化合物として選択することができる。
該スクリーニング方法を用いて得られる化合物は、上記した試験化合物から選ばれた化合物であり、本発明のタンパク質の欠損や損傷などによって引き起こされる疾患に対して治療・予防効果を有するので、該疾患に対する安全で低毒性な予防・治療剤などの医薬として使用することができる。さらに、上記スクリーニングで得られた化合物から誘導される化合物も同様に用いることができる。
該スクリーニング方法で得られた化合物は塩を形成していてもよく、該化合物の塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸、有機酸など)や塩基(例、アルカリ金属など)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。この様な塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸など)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)との塩などが用いられる。
該スクリーニング方法で得られた化合物またはその塩を含有する医薬は、前記した本発明のタンパク質を含有する医薬と同様にして製造することができる。
このようにして得られる製剤は、安全で低毒性であるので、例えば、ヒトまたは哺乳動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、該化合物を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)の肺気腫患者においては、一日につき該化合物を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該化合物の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、該化合物を注射剤の形で通常成人(体重60kgとして)の肺気腫患者に投与する場合、一日につき該化合物を約0.01〜30mg、好ましくは約0.1〜20mg、より好ましくは約0.1〜10程度を静脈注射により投与するのが好都合である。他の動物の場合も、体重60kg当たりに換算した量を投与することができる。
【0069】
(8b)本発明のDNAに対するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物をスクリーニング方法
本発明は、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物に、試験化合物を投与し、レポーター遺伝子の発現を検出することを特徴とする本発明のDNAに対するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物またはその塩のスクリーニング方法を提供する。
上記スクリーニング方法において、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物としては、前記した本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物の中でも、本発明のDNAがレポーター遺伝子を導入することにより不活性化され、該レポーター遺伝子が本発明のDNAに対するプロモーターの制御下で発現しうるものが用いられる。
試験化合物としては、前記と同様のものがあげられる。
レポーター遺伝子としては、前記と同様のものが用いられ、β−ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)、可溶性アルカリフォスファターゼ遺伝子またはルシフェラーゼ遺伝子などが好適である。
本発明のDNAをレポーター遺伝子で置換された本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物では、レポーター遺伝子が本発明のDNAに対するプロモーターの支配下に存在するので、レポーター遺伝子がコードする物質の発現をトレースすることにより、プロモーターの活性を検出することができる。
例えば、本発明のタンパク質をコードするDNA領域の一部を大腸菌由来のβ−ガラクトシダーゼ遺伝子(lacZ)で置換している場合、本来、本発明のタンパク質の発現する組織で、本発明のタンパク質の代わりにβ−ガラクトシダーゼが発現する。従って、例えば、5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル−β−ガラクトピラノシド(X−gal)のようなβ−ガラクトシダーゼの基質となる試薬を用いて染色することにより、簡便に本発明のタンパク質の動物生体内における発現状態を観察することができる。具体的には、本発明のタンパク質欠損マウスまたはその組織切片をグルタルアルデヒドなどで固定し、リン酸緩衝生理食塩液(PBS)で洗浄後、X−galを含む染色液で、室温または37℃付近で、約30分ないし1時間反応させた後、組織標本を1mM EDTA/PBS溶液で洗浄することによって、β−ガラクトシダーゼ反応を停止させ、呈色を観察すればよい。また、常法に従い、lacZをコードするmRNAを検出してもよい。
上記スクリーニング方法を用いて得られる化合物またはその塩は、上記した試験化合物から選ばれた化合物であり、本発明のDNAに対するプロモーター活性を促進または阻害する化合物である。
該スクリーニング方法で得られた化合物は塩を形成していてもよく、該化合物の塩としては、生理学的に許容される酸(例、無機酸など)や塩基(例、アルカリ金属など)などとの塩が用いられ、とりわけ生理学的に許容される酸付加塩が好ましい。この様な塩としては、例えば、無機酸(例えば、塩酸、リン酸、臭化水素酸、硫酸など)との塩、あるいは有機酸(例えば、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、フマル酸、マレイン酸、コハク酸、酒石酸、クエン酸、リンゴ酸、蓚酸、安息香酸、メタンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸など)との塩などが用いられる。
【0070】
本発明のDNAに対するプロモーター活性を促進または阻害する化合物またはその塩は、本発明のタンパク質の発現の調節、該タンパク質の機能を調節することができるので、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
さらに、上記スクリーニングで得られた化合物から誘導される化合物も同様に用いることができる。
該スクリーニング方法で得られた化合物またはその塩を含有する医薬は、前記した本発明のタンパク質またはその塩を含有する医薬と同様にして製造することができる。
このようにして得られる製剤は、安全で低毒性であるので、例えば、ヒトまたは哺乳動物(例えば、ラット、マウス、モルモット、ウサギ、ヒツジ、ブタ、ウシ、ウマ、ネコ、イヌ、サルなど)に対して投与することができる。
該化合物またはその塩の投与量は、対象疾患、投与対象、投与ルートなどにより差異はあるが、例えば、本発明のDNAに対するプロモーター活性を阻害する化合物を経口投与する場合、一般的に成人(体重60kgとして)の肺気腫患者においては、一日につき該化合物を約0.1〜100mg、好ましくは約1.0〜50mg、より好ましくは約1.0〜20mg投与する。非経口的に投与する場合は、該化合物の1回投与量は投与対象、対象疾患などによっても異なるが、例えば、本発明のDNAに対するプロモーター活性を阻害する化合物を注射剤の形で通常成人(60kgとして)の肺気腫患者に投与する場合、一日につき該化合物を約0.01〜30mg程度、好ましくは約0.1〜20mg程度、より好ましくは約0.1〜10mg程度を静脈注射により投与するのが好都合である。他の動物の場合も、60kg当たりに換算した量を投与することができる。
このように、本発明のDNA発現不全非ヒト哺乳動物は、本発明のDNAに対するプロモーターの活性を促進または阻害する化合物またはその塩をスクリーニングする上で極めて有用であり、本発明のDNA発現不全に起因する各種疾患の原因究明または予防・治療剤の開発に大きく貢献することができる。
また、本発明のタンパク質のプロモーター領域を含有するDNAを使って、その下流に種々のタンパクをコードする遺伝子を連結し、これを動物の卵細胞に注入していわゆるトランスジェニック動物(遺伝子移入動物)を作成すれば、特異的にそのタンパク質を合成させ、その生体での作用を検討することも可能となる。さらに上記プロモーター部分に適当なレポーター遺伝子を結合させ、これが発現するような細胞株を樹立すれば、本発明のタンパク質そのものの体内での産生能力を特異的に促進もしくは抑制する作用を持つ低分子化合物の探索系として使用できる。
【0071】
本明細書において、塩基やアミノ酸などを略号で表示する場合、IUPAC−IUB Commission on Biochemical Nomenclature による略号あるいは当該分野における慣用略号に基づくものであり、その例を下記する。またアミノ酸に関し光学異性体があり得る場合は、特に明示しなければL体を示すものとする。
DNA     :デオキシリボ核酸
cDNA    :相補的デオキシリボ核酸
A      :アデニン
T      :チミン
G      :グアニン
C      :シトシン
RNA     :リボ核酸
mRNA    :メッセンジャーリボ核酸
dATP    :デオキシアデノシン三リン酸
dTTP    :デオキシチミジン三リン酸
dGTP    :デオキシグアノシン三リン酸
dCTP    :デオキシシチジン三リン酸
ATP     :アデノシン三リン酸
EDTA    :エチレンジアミン四酢酸
SDS     :ドデシル硫酸ナトリウム
Gly      :グリシン
Ala     :アラニン
Val     :バリン
Leu     :ロイシン
Ile      :イソロイシン
Ser      :セリン
Thr     :スレオニン
Cys     :システイン
Met      :メチオニン
Glu      :グルタミン酸
Asp      :アスパラギン酸
Lys      :リジン
Arg      :アルギニン
His      :ヒスチジン
Phe      :フェニルアラニン
Tyr      :チロシン
Trp      :トリプトファン
Pro      :プロリン
Asn      :アスパラギン
Gln      :グルタミン
pGlu    :ピログルタミン酸
Sec     :セレノシステイン(selenocysteine)
【0072】
また、本明細書中で繁用される置換基、保護基および試薬を下記の記号で表記する。

Figure 2004105173
【0073】
本願明細書の配列表の配列番号は、以下の配列を示す。
〔配列番号:1〕
ヒトnmbのアミノ酸配列を示す。
〔配列番号:2〕
配列番号:1で表されるアミノ酸配列を有するヒトnmbをコードするDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:3〕
マウスDendritic cell−associated transmembrane protein (DC−HIL)のアミノ酸配列を示す。
〔配列番号:4〕
配列番号:3で表されるアミノ酸配列を有するマウスDC−HILをコードするDNAの塩基配列を示す。
〔配列番号:5〕
実施例2および3で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:6〕
実施例2および3で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:7〕
実施例2および3で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
〔配列番号:8〕
実施例2および3で用いられたプライマーの塩基配列を示す。
【0074】
以下において、実施例により本発明をより具体的にするが、この発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
実施例1
(1)タバコ煙曝露COPDモデルマウスの作製
COPDモデルは、C57BL/6Nマウス(6週齡、日本チャールスリバー)にKentucky Reference Cigarette 1R1から発生する主流煙を、1〜4時間/日、5日/週ずつ計6ヶ月間吸入させて作製した。すなわち、Kentucky Reference Cigarette 1R1をタバコ煙発生装置(SG−200、柴田科学株式会社)に装着し、35 ml/puff、10 puff/min、25 puff/cigaretteの条件で主流煙を採取した。得られた主流煙を空気で3%(V/V)に希釈した後に、マウスを入れたアクリル製の曝露チャンバーに送気し、自発呼吸下のマウスに所定の時間タバコ煙を吸入させた。なお、コントロール群には正常マウスを用いた。マウスの肺機能は摘出肺の圧−容量曲線を用いて評価した。すなわち、1ヶ月、3ヶ月および6ヶ月間のタバコ煙曝露が終了した翌日に、マウスをペントバルビタール(70 mg/kg, i.p.)で麻酔した後、頸部を切開し、気管にカニューレ(サーフロー留置針、18G)を挿入した。この気管カニューレに人工呼吸器(Harvard社)を連結し、横隔膜切除下で、99.995% Oにより10分間人工呼吸を施した。なお、その際の気道内圧変化が10 cm HOとなるように換気量を調節した。人工呼吸終了後、気管を動脈クリップで閉じて肺内のdegassingを行った後、肺を摘出した。この摘出肺に、0〜25 cm HOの圧力でホルマリン緩衝液を順次注入して、5 cm HOごとの肺の体積をprethysmograph (Ugobasil社)を用いて測定し、摘出肺の圧−容量曲線を求めた。結果を図1に示す。
【0075】
(2)タバコ煙曝露COPDモデルマウス肺で発現変動する遺伝子の探索
タバコ煙曝露COPDモデルマウス肺で特異的に発現変動している遺伝子を明らかにするため、最終曝露が終了した翌日にマウスをペントバルビタール麻酔により致死させ、気管支肺胞洗浄を施行した後に肺を摘出した。摘出肺は液体窒素中で凍結させ、凍結組織破砕装置で粉砕した後に、その湿重量の10倍量に相当するIsogen(和光純薬社製)に浸した。1ヶ月タバコ煙曝露群(n=10)、そのコントロール群(n=6)、3ヶ月タバコ煙曝露群(n=8)、そのコントロール群(n=8)、6ヶ月タバコ煙曝露群(n=8)、そのコントロール群(n=8)からISOGENを用いて、添付のマニュアルに従って抽出したtotal RNAを材料とし、oligonucleotide microarray (Mouse Genome U94A, U94B, U94C; Affymetrix社) を用いて遺伝子発現解析を行った。
実験方法は、Affymetrix社の実験手引き書 (Expression analysis technical manual) に従った。その結果、タバコ煙曝露COPDモデルマウスで特異的に発現が増加する遺伝子としてaffymetrix No. 108822_atが検出された。この配列を基にBLAST検索をしたところ、この遺伝子はマウスDendritic cell−associated transmembrane protein (DC−HIL)(マウスnmbと称することもある)をコードしていた。また、そのヒトカウンターパートは、ヒトnmb(配列番号:1)であると判明した。
【0076】
実施例2
定量的RT−PCR法による発現変動の確認
DC−HIL遺伝子の発現変動が個体レベルでも顕著に認められることを確認するため、定量的RT−PCR法により、個体毎の発現を調べた。
マウス肺組織から調製したtotal RNA 200ngを出発材料としてTaqMan Gold RT−PCR Kit(アプライドバイオシステムズ社製)を用いて50μlの反応液中で逆転写反応によりcDNAを合成した。反応液を蒸留水で5倍に希釈した後、そのうちの7μlを用いてABI PRISM 7900シークエンスディテクター(アプライドバイオシステムズ社製)とQuantiTect SYBR Green PCR Kit(QIAGEN社製)を用いたリアルタイム定量的PCR法により、マウスDC−HIL遺伝子コピー数を測定した。遺伝子量検出に用いたプライマー〔プライマー1(配列番号:5)およびプライマー2(配列番号:6)〕はマウスDC−HIL遺伝子の塩基配列〔GenBank Accession Number: AF322054〕からPrimer Expressプログラムを用いて設計した。コピー数算出のための標準サンプルとしては、マウス肺組織から抽出したtotal RNAを鋳型にプライマー3(配列番号:7)およびプライマー4(配列番号:8)を用いて、RT−PCR法により増幅した515塩基対からなるDNA断片の濃度をSpectrophotometer(ベックマン社製)により、測定し、段階希釈することにより調製した。同様にハウスキーピング遺伝子としてGAPDH遺伝子のコピー数を測定した。また、非特異的な増幅を除去するために逆転写酵素を含まないサンプルも同様に処理し、次式より、total RNAあたりの遺伝子コピー数を求め、タバコ煙曝露COPDモデルマウス肺とコントロールマウス肺の個体毎の発現を比較した。
(逆転写酵素含有サンプル中のDC−HIL遺伝子コピー数/GAPDH遺伝子コピー数)−(逆転写酵素非含有サンプル中のDC−HIL遺伝子コピー数/GAPDH遺伝子コピー数)=(DC−HIL遺伝子発現量)
結果を図2に示す。
これより、マウスDC−HIL遺伝子(配列番号:4)の発現がCOPDモデルマウス肺で有意に増加している(**p≦0.01)ことがわかった。
【0077】
実施例3
マウスDC−HIL遺伝子産物の組織分布の解析
マウスの各組織(骨髄、平滑筋、前立腺、胸腺、胃、子宮、心臓、脳、脾臓、肺、肝臓、腎臓、精巣)のcDNA(Mouse MTC panel IおよびMouse MTC panelII:クロンテック社製)およびタバコ煙曝露モデルマウス肺およびコントロールマウス肺cDNA(1, 3, 6ヶ月処理混合群)を鋳型として、ABI PRISM 7900シークエンスディテクター(アプライドバイオシステムズ社製)とQuantiTect SYBR Green PCR Kit(QIAGEN社製)を用いたリアルタイム定量的PCR法により、マウスDC−HIL遺伝子発現分布を調べた。遺伝子量検出に用いたプライマー〔プライマー1(配列番号:5)およびプライマー2(配列番号:6)〕はマウスDC−HIL遺伝子の塩基配列〔GenBank Accession Number: AF322054〕からPrimer Expressプログラムを用いて設計した。コピー数算出のための標準サンプルとしては、マウス肺組織から抽出したtotal RNAを鋳型にプライマー3(配列番号:7)およびプライマー4(配列番号:8)を用いて、RT−PCR法により増幅した515塩基対からなるDNA断片の濃度をSpectrophotometer(ベックマン社製)により、測定し、段階希釈することにより調製した。同様にハウスキーピング遺伝子としてGAPDH遺伝子のコピー数を測定した。また、非特異的な増幅を除去するために逆転写酵素を含まないサンプルも同様に処理し、次式より、total RNAあたりの遺伝子コピー数を求めることにより発現量を求めた。
(逆転写酵素含有サンプル中のDC−HIL遺伝子コピー数/GAPDH遺伝子コピー数)−(逆転写酵素非含有サンプル中のDC−HIL遺伝子コピー数/GAPDH遺伝子コピー数)=(DC−HIL遺伝子発現量)
結果を図3に示す。
その結果、マウスDC−HIL遺伝子産物(mRNA)は肺に特異的に発現していることが判明した。
【0078】
実施例4
(1)エラスターゼ誘発COPDモデルマウスの作製
COPDモデルは、C57BL/6Nマウス(8週齡、日本チャールスリバー)にブタ膵臓エラスターゼ溶液(和光純薬)(6 units/50μL/マウス)をハロタン麻酔下にて点鼻投与して作製した。なお、コントロール群には生理食塩液点鼻マウスを用いた。マウスの肺機能は摘出肺の圧−容量曲線を用いて評価した。すなわち、エラスターゼ投与1日、3日、7日、14日、21日および35日後にマウスをペントバルビタール(70 mg/kg 腹腔内投与)で麻酔した後、頸部を切開し気管にカニューレ(サーフロー留置針、18G)を挿入した。この気管カニューレに人工呼吸器(Harvard社製)を連結し、横隔膜切除下で 99.995% Oを用いて10分間人工呼吸を施した。なお、その際の気道内負荷圧が10 cm HOとなるように換気量を調節した。人工呼吸終了後、気管を動脈クリップで閉じて肺内のdegassingを行った後、肺を摘出した。この摘出肺に、0〜25 cm HOの負荷圧下でホルマリン緩衝液を順次注入して、5 cm HOごとの肺の体積をplethysmograph (Ugobasil社製)を用いて測定し、摘出肺の圧−容量曲線を求めた。また、以下の式に従い、肺の広がり易さの指標としてコンプライアンス値を算出した。
{25 cm HOの負荷圧下での肺容量増加量(mL)}/25 (cmHO) = コンプライアンス値
結果を図4および図5に示す。
(2)エラスターゼ誘発COPDモデルマウス肺で発現変動する遺伝子の探索
エラスターゼ誘発COPDモデルマウス肺で特異的に発現変動している遺伝子を明らかにするため、エラスターゼ投与1日、3日、7日、14日、21日および35日後にマウスをペントバルビタール麻酔により致死させ肺を摘出した。摘出肺は液体窒素中で凍結させ、凍結組織破砕装置で粉砕した後に、その湿重量の10倍量に相当するISOGEN(和光純薬)に浸した。エラスターゼ投与1日後群、エラスターゼ投与3日後群、エラスターゼ投与7日後群、エラスターゼ投与14日後群、エラスターゼ投与21日後群、エラスターゼ投与35日後群(いずれもn=6)およびそれらコントロール群(いずれもn=6)からISOGENを用いて、添付のマニュアルに従ってtotal RNAを調製した。
マウス肺組織から調製したtotal RNA 1μgを出発材料としてM−MLV Reverse Transcriptase (インビトロジェン社製)を用いて50μlの反応液中で逆転写反応によりcDNAを合成した。その反応液を用いてABI PRISM 7700シークエンスディテクター(アプライドバイオシステムズ社製)を用いたリアルタイム定量的PCR法により、マウスDC−HIL遺伝子量を測定した。遺伝子量検出に用いたプライマー〔プライマー1(配列番号:5)およびプライマー2(配列番号:6)〕はマウスDC−HIL遺伝子の塩基配列(GenBank Accession Number: AF322054)からPrimer Expressプログラムを用いて設計した。同様にハウスキーピング遺伝子として18SリボゾーマルRNA遺伝子の遺伝子量を測定した。次式より、18SリボゾーマルRNA遺伝子発現量あたりのDC−HIL遺伝子発現量を求め、エラスターゼ誘発COPDモデルマウス肺とコントロールマウス肺の個体毎の発現を比較した。
(DC−HIL遺伝子発現量/18SリボゾーマルRNA遺伝子発現量)=(DC−HIL遺伝子発現量)
結果を図6に示す。
これより、DC−HIL遺伝子(配列番号:4)の発現がエラスターゼ誘発COPDモデルマウス肺で有意に増加している(**p≦0.01)ことがわかった。
【0079】
【発明の効果】
本発明のタンパク質およびポリヌクレオチドは、例えば呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの診断マーカー等として有用であり、該タンパク質、ポリヌクレオチドまたは該タンパク質に対する抗体などを用いるスクリーニングにより得られる調節剤(好ましくは阻害剤)、該タンパク質に対する中和抗体などは、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
また、本発明のアンチセンスポリヌクレオチドは、本発明のタンパク質の発現を抑制することができ、例えば、呼吸器疾患〔例、慢性閉塞性肺疾患(慢性気管支炎、肺気腫)、びまん性汎細気管支炎、気管支喘息、嚢胞性線維症、過敏性肺炎、肺線維症など〕、鼻炎(例、アレルギー性鼻炎、花粉症、急性鼻炎、慢性鼻炎、肥厚性鼻炎、萎縮性鼻炎、乾燥性前鼻炎、血管運動性鼻炎、壊疽性鼻炎、副鼻腔炎など)、免疫疾患(例、重症筋無力症、糸球体腎炎、多発性硬化症、シェーグレン症候群、インスリン抵抗性糖尿病、慢性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、アトピー性皮膚炎、白血球異常、脾機能不全または胸腺異常にともなう免疫不全など)、炎症性腸疾患、アレルギー性結膜炎などの予防・治療剤や診断薬として使用することができる。好ましくは、呼吸器疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは慢性閉塞性肺疾患などの予防・治療剤、さらに好ましくは肺気腫などの予防・治療剤である。
【0080】
【配列表】
Figure 2004105173
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【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1で得られたマウス摘出肺の圧−容量曲線を表す図である。図中、(a)の−●−は1ヶ月間のタバコ煙曝露マウス群(n=8)、−○−はコントロール群(n=7)を、(b)の−●−は3ヶ月間のタバコ煙曝露マウス群(n=10)、−○−はコントロール群(n=9)を、(c)の−●−は6ヶ月間のタバコ煙曝露マウス群(n=10)、−○−はコントロール群(n=9)を示す。**はp≦0.01を、*はp≦0.05を示す。
【図2】実施例2で得られたマウスDC−HIL遺伝子発現量の結果を表す図である。図中、横軸のAは1ヶ月間のタバコ煙曝露マウス肺、Bはそのコントロールマウス肺、Cは3ヶ月間のタバコ煙曝露マウス肺、Dはそのコントロールマウス肺、Eは6ヶ月間のタバコ煙曝露マウス肺、Fはそのコントロールマウス肺を示す。
【図3】実施例3で得られたマウスDC−HIL遺伝子発現分布の結果を表す図である。
【図4】実施例4で得られたマウス摘出肺の圧−容量曲線を表す図である。図中、(a)の−■−はエラスターゼ投与1日後のマウス群(n=6)、−□−はコントロール群(n=6)を、(b)の−■−はエラスターゼ投与7日後のモデルマウス群(n=5)、−□−はコントロール群(n=6)を、(c)の−■−はエラスターゼ投与21日後のモデルマウス群(n=6)、−□−はコントロール群(n=6)を示す。*はp≦0.05、**はp≦0.01を示す。
【図5】実施例4で得られたエラスターゼ投与後のマウス摘出肺のコンプライアンス値の経時的変化を表す図である。図中、横軸はエラスターゼ投与後の日数、縦軸はコンプライアンス値を示す。−■−はエラスターゼ投与マウス群(n=6)、−□−はコントロール群(n=6)を示す。*はp≦0.05、**はp≦0.01を示す。
【図6】実施例4で得られたエラスターゼ投与後のマウス肺組織でのDC−HIL遺伝子発現量の経時的変化を表す図である。図中、横軸はエラスターゼ投与後の日数、縦軸はDC−HIL遺伝子発現量を示す。−■−はエラスターゼ投与マウス群(n=6)、−□−はコントロール群(n=6)を示す。*はp≦0.05、**はp≦0.01を示す。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a prophylactic / therapeutic agent for respiratory diseases, a diagnostic agent, and the like.
[0002]
[Prior art]
Chronic obstructive pulmonary disease, chronic bronchitis, emphysema, diffuse panbronchiolitis, endogenous asthma, etc. It is thought to be.
It has been shown that smoking can be a definite etiology of chronic obstructive pulmonary disease. Smoking causes obstructive disorders, which depend on the number of cigarettes. The younger the age at which smoking starts, the easier it is to progress. In addition, a dose correlation between smoking and bronchial gland hyperplasia has been confirmed.
There are many reports in animal experiments that inhalation of tobacco can cause emphysema.
Pathological changes of chronic obstructive pulmonary disease (hereinafter, sometimes abbreviated as COPD) include specific abnormalities in three areas: central airway, peripheral airway, and lung parenchyma. Central airway lesions show changes in secretory tissue morphology such as hyperplasia of goblet cells, proliferation of cells in the submucosal glands, and hypertrophy. Regarding inflammatory cells, an increase in macrophages and activated T lymphocytes has been shown in the airway mucosa. Lesions in the bronchiole region include mucus embolism in the airway lumen, goblet cell dysplasia in the airway epithelium, inflammatory cell infiltration in the airway wall, smooth muscle hypertrophy, and fibrosis. Either change results in airway narrowing. In the alveolar parenchyma, emphysema lesions defined by destruction and disappearance of the alveoli and enlargement of the air space are observed. These are thought to involve a protease / antiprotease balance imbalance.
On the other hand, in order to comprehensively analyze gene expression, a microarray method in which cDNAs or oligonucleotides are immobilized has been developed, and techniques for finding disease-specific changes in gene expression have become widespread, and their usefulness has been confirmed. . For example, Affymetrix's GeneChip system is being widely used for diagnosing diseases such as cancer and finding drug discovery target genes. However, there is no report using this technique to find genes involved in the onset or progression of emphysema.
Recently, Dendritic cell-associated transmembrane protein (DC-HIL) has been cloned as a gene specifically expressed in Dendritic cells, and the protein is involved in adhesion to endothelial cells through binding to heparan sulfate proteoglycans and RGD sequences. (J. Biol. Chem., 276, 8125, 2001).
[Non-patent document 1]
Journal of Biological Chemistry 276, 8125, 2001
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
There is a demand for the development of a prophylactic / therapeutic agent and a diagnostic agent for an excellent respiratory disease with few side effects (eg, chronic obstructive pulmonary disease).
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above problems, and found a gene whose expression is significantly increased in lung tissue having emphysema lesions. Thus, the present invention has been completed.
[0005]
That is, the present invention
(1) A respiratory tract containing a compound or a salt thereof which inhibits the activity of a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof or a salt thereof Preventive and therapeutic agents for diseases,
(2) a protein or a partial peptide thereof having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a compound thereof or a salt thereof which inhibits the expression of a gene thereof; Prophylactic and therapeutic agents for respiratory diseases,
(3) a base complementary or substantially complementary to a base sequence of a polynucleotide encoding a protein or a partial peptide thereof containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 An antisense polynucleotide containing the sequence or a portion thereof,
(4) a medicine comprising the antisense polynucleotide according to (3),
(5) The medicament according to the above (4), which is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease.
(6) an antibody against a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof;
(7) a medicine comprising the antibody according to the above (6),
(8) The medicament according to the above (7), which is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease.
(9) a diagnostic agent comprising the antibody of (6) above,
(10) The diagnostic agent according to the above (9), which is a diagnostic agent for a respiratory disease.
(11) a diagnostic agent for a respiratory disease comprising a polynucleotide encoding a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof,
(12) a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease, comprising a compound having a function of inhibiting heparan sulfate proteoglycan binding activity or a salt thereof;
(13) A prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease, characterized by using a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof. Screening method,
(13a) a method for screening a pharmaceutical compound, which comprises using a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof;
(13b) The pharmaceutical compound described above (13a), wherein the pharmaceutical compound is a compound for preventing or treating a respiratory disease, a compound used for preventing or treating a respiratory disease, and / or a compound having a preventive or treating effect for a respiratory disease. Described screening method,
(14) The screening method according to (13) above, wherein the tobacco smoke-exposed chronic obstructive pulmonary disease model mouse or the elastase-induced chronic obstructive pulmonary disease model mouse is used.
(15) A prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease comprising a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a partial peptide thereof or a salt thereof. Screening kit,
(15a) a kit for screening a pharmaceutical compound, which comprises a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof;
(15b) The above-mentioned (15a), wherein the pharmaceutical compound is a compound for preventing / treating a respiratory disease, a compound used for preventing / treating a respiratory disease, and / or a compound having a preventive / treating effect for a respiratory disease. The screening kit described,
(16) a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease obtainable by using the screening method according to (13) or the screening kit according to (15);
(16a) a pharmaceutical compound obtainable using the screening method according to (13a) or the screening kit according to (15a);
(16b) The above-mentioned (16a), wherein the pharmaceutical compound is a compound for preventing / treating a respiratory disease, a compound used for preventing / treating a respiratory disease, and / or a compound having a preventive / treating effect for a respiratory disease. The compound or a salt thereof,
(16c) a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease comprising the compound according to (16b) or a salt thereof,
(17) The prophylactic / therapeutic agent according to the above (16), wherein the respiratory disease is emphysema.
(18) Prevention / treatment of respiratory disease, characterized by using a polynucleotide encoding a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof. Agent screening method,
(18a) a method for screening a pharmaceutical compound, which comprises using a polynucleotide encoding a protein or a partial peptide thereof having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1,
(18b) The above-mentioned (18a), wherein the pharmaceutical compound is a compound for preventing or treating a respiratory disease, a compound used for preventing or treating a respiratory disease, and / or a compound having a preventive or treating effect for a respiratory disease. Described screening method,
(19) The screening method according to (18), wherein the tobacco smoke-exposed chronic obstructive pulmonary disease model mouse or elastase-induced chronic obstructive pulmonary disease model mouse is used.
(20) prevention of respiratory diseases characterized by containing a polynucleotide encoding a protein or a partial peptide thereof having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1; Kit for screening therapeutic agents,
(20a) for screening a pharmaceutical compound comprising a polynucleotide encoding a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof kit,
(20b) The above-mentioned (20a), wherein the pharmaceutical compound is a compound for preventing or treating respiratory disease, a compound used for preventing or treating respiratory disease, and / or a compound having a preventive or treating effect for respiratory disease. The screening kit described,
(21) a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease obtainable by using the screening method according to (18) or the screening kit according to (20);
(21a) a pharmaceutical compound obtainable by using the screening method according to (18a) or the screening kit according to (20a);
(21b) The above-mentioned (21a), wherein the pharmaceutical compound is a compound for preventing / treating a respiratory disease, a compound used for preventing / treating a respiratory disease, and / or a compound having a preventive / treating effect for a respiratory disease. The compound or a salt thereof,
(21c) a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease comprising the compound according to (21b) or a salt thereof,
(22) The prophylactic / therapeutic agent according to the above (21), wherein the respiratory disease is emphysema.
(23) a compound that inhibits the activity of a protein or a partial peptide thereof or a salt thereof, or a salt thereof, which contains the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, for a mammal; or A method for preventing or treating a respiratory disease, which comprises administering an effective amount of a compound that inhibits the expression of the protein gene or a salt thereof,
(24) Inhibits the activity of a protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof, or inhibits the gene expression of the protein A method for preventing and treating respiratory diseases,
(25) Activity of a protein containing an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof or a salt thereof for producing a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease And a salt thereof, or a compound inhibiting the expression of the protein gene or a salt thereof.
[0006]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (hereinafter, sometimes referred to as the protein of the present invention or the protein used in the present invention) used in the present invention is Cells of humans and warm-blooded animals (eg, guinea pig, rat, mouse, chicken, rabbit, pig, sheep, cow, monkey, etc.) (eg, hepatocytes, spleen cells, nerve cells, glial cells, pancreatic β cells, bone marrow) Cells, mesangial cells, Langerhans cells, epidermal cells, epithelial cells, goblet cells, endothelial cells, smooth muscle cells, fibroblasts, fiber cells, muscle cells, adipocytes, immune cells (eg, macrophages, T cells, B cells, Natural killer cells, mast cells, neutrophils, basophils, eosinophils, monocytes), megakaryocytes, synovial cells, chondrocytes, osteocytes, osteoblasts, osteoclasts Mammary gland cells, hepatocytes or stromal cells, or precursors of these cells, stem cells or cancer cells) or any tissue in which these cells are present, for example, the brain, various parts of the brain (eg, olfactory bulb, amygdala, cerebrum) Basal sphere, hippocampus, thalamus, hypothalamus, cerebral cortex, medulla, cerebellum), spinal cord, pituitary, stomach, pancreas, kidney, liver, gonad, thyroid, gallbladder, bone marrow, adrenal gland, skin, muscle, lung, digestive tract ( Eg, large intestine, small intestine), blood vessels, heart, thymus, spleen, submandibular gland, peripheral blood, prostate, testis, ovary, placenta, uterus, bone, joint, skeletal muscle, etc. It may be a protein.
[0007]
As the amino acid sequence substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, about 50% or more, preferably about 60% or more, and more preferably about 70% Above, more preferably about 80% or more, particularly preferably about 90% or more, most preferably about 95% or more amino acid sequence having homology.
The homology of amino acid sequences was determined using the homology calculation algorithm NCBI BLAST (National Center for Biotechnology Information Basic Local Alignment Search Tool) under the following conditions (expected value = 10; gap allowed; matrix = BLOSUM62; filtering = BLOSUM62). Can be calculated.
Examples of the protein containing an amino acid sequence substantially the same as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 include, for example, a protein containing the same amino acid sequence as the above-mentioned amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. And proteins having substantially the same activity as the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. Examples of the protein containing the amino acid sequence substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 include a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, and the like.
[0008]
Examples of substantially equivalent activities include, for example, cell adhesion activity, heparan sulfate proteoglycan binding activity, and the like. Substantially homogenous indicates that the properties are homogenous (eg, physiologically or pharmacologically). Therefore, it is preferable that the cell adhesion activity, the heparan sulfate proteoglycan binding activity, and the like are equivalent (eg, about 0.01 to 100 times, preferably about 0.1 to 10 times, more preferably 0.5 to 2 times). However, the quantitative factors such as the degree of these activities and the molecular weight of the protein may be different.
Cell adhesion activity and heparan sulfate proteoglycan binding activity can be measured by a method known per se, for example, J. Am. Biol. Chem. 276 (11), 8125-8134, 2001 or a method analogous thereto.
Specifically, the cell adhesion activity is measured by mixing a fusion protein of the extracellular region of the protein of the present invention with an immunoglobulin Fc region and an endothelial cell, and then using a labeled (eg, enzyme-labeled) Fc region-recognizing antibody. After the reaction, the substrate is added, the enzyme reaction is performed, and the activity is measured. This reaction is performed in an appropriate buffer. Perform the washing operation as necessary. The measurement of the enzyme reaction is performed according to a known method using a microplate reader or the like.
The extracellular region of the protein of the present invention includes, for example, a peptide having the 1st to 319th amino acid sequence of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. Fusion proteins between the extracellular region of the protein of the present invention and the immunoglobulin Fc region can be prepared by known methods, for example, as described in J. Am. Biol. Chem. 276 (11), 8125-8134, 2001 or a method analogous thereto. As the endothelial cells, for example, vascular endothelial cells and the like are used.
Heparan sulfate proteoglycan binding activity was determined by reacting a heparin-BSA-immobilized microplate and a fusion protein of the extracellular region of the protein of the present invention with the Fc region of an immunoglobulin (for example, enzyme labeling). A) reacting with an antibody recognizing the Fc region, adding a substrate, causing an enzymatic reaction, and measuring the activity. This reaction is performed in an appropriate buffer. Perform the washing operation as necessary. The measurement of the enzyme reaction is performed according to a known method using a microplate reader or the like.
The extracellular region of the protein of the present invention includes, for example, a peptide having the 1st to 319th amino acid sequence of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. Fusion proteins between the extracellular region of the protein of the present invention and the immunoglobulin Fc region can be prepared by known methods, for example, as described in J. Am. Biol. Chem. 276 (11), 8125-8134, 2001 or a method analogous thereto.
[0009]
Examples of the protein used in the present invention include (1) (1) one or two or more (for example, about 1 to 100, preferably 1 to 30) amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. (Preferably about 1 to 10, more preferably number (1 to 5) amino acids). (2) 1 or 2 or more amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 ( For example, an amino acid sequence to which about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably a number (1 to 5) amino acids have been added; One or more amino acids (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably a number (1 to 5)) are inserted into the represented amino acid sequence. Amino acid sequence {Circle around (4)} One or two or more amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, more preferably So-called muteins, such as a protein containing an amino acid sequence in which 〜5) amino acids are substituted with another amino acid, or (5) a protein containing an amino acid sequence obtained by combining them.
(2) {circle around (1)} One or two or more amino acids in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 (for example, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, more preferably about 1 to 10) An amino acid sequence in which several (1 to 5) amino acids have been deleted; (2) one or more amino acids (for example, about 1 to 100, preferably 1 to 30) in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3 (Preferably about 1 to 10, more preferably number (1 to 5) amino acids), and (3) one or more amino acids (for example, An amino acid sequence into which about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably a number (1 to 5) amino acids have been inserted; (4) SEQ ID NO: 3 One or more of the amino acid sequences represented An amino acid sequence in which two or more (eg, about 1 to 100, preferably about 1 to 30, preferably about 1 to 10, and more preferably number (1 to 5) amino acids) have been substituted with other amino acids Or (5) so-called muteins such as proteins containing an amino acid sequence obtained by combining them.
When the amino acid sequence is inserted, deleted or substituted as described above, the position of the insertion, deletion or substitution is not particularly limited.
[0010]
In the protein in the present specification, the left end is the N-terminus (amino terminus) and the right end is the C-terminus (carboxyl terminus) according to the convention of peptide labeling. The protein used in the present invention, including the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, has a carboxyl group (-COOH) and a carboxylate (-COO) at the C-terminus. ), Amide (-CONH 2 )) Or an ester (—COOR).
Here, as R in the ester, for example, C, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, etc. 1-6 Alkyl groups such as C, cyclopentyl, cyclohexyl, etc. 3-8 Cycloalkyl groups such as phenyl, α-naphthyl and the like; 6-12 Aryl groups, for example phenyl-C such as benzyl, phenethyl, etc. 1-2 An alkyl group or α-naphthyl-C such as α-naphthylmethyl 1-2 C such as an alkyl group 7-14 An aralkyl group, a pivaloyloxymethyl group and the like are used.
When the protein used in the present invention has a carboxyl group (or carboxylate) other than the C-terminus, the protein used in the present invention includes those in which the carboxyl group is amidated or esterified. As the ester in this case, for example, the above-mentioned C-terminal ester and the like are used.
Furthermore, in the protein used in the present invention, the amino group of the N-terminal amino acid residue (eg, a methionine residue) has a protecting group (for example, a formyl group, an acetyl group or the like). 1-6 C such as alkanoyl 1-6 Acyl group), N-terminal glutamine residue generated by cleavage in vivo, pyroglutamine oxidation, substituent on the side chain of amino acid in the molecule (eg, -OH, -SH , An amino group, an imidazole group, an indole group, a guanidino group, etc.) are suitable protecting groups (for example, formyl group, acetyl group, etc.). 1-6 C such as alkanoyl group 1-6 (Eg, an acyl group), or a complex protein such as a so-called glycoprotein to which a sugar chain is bound.
Specific examples of the protein used in the present invention include, for example, a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3, and the like.
[0011]
The partial peptide of the protein used in the present invention is a partial peptide of the protein used in the present invention described above, and is preferably any peptide having the same properties as the protein used in the present invention described above. It may be something. Specifically, for the purpose of preparing the antibody of the present invention described below, a peptide having the amino acid sequence at positions 30 to 48 in the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, the amino acid represented by SEQ ID NO: 3 Peptides having the amino acid sequence at positions 30 to 48 in the sequence are exemplified. For example, it has at least 20 or more, preferably 50 or more, more preferably 70 or more, more preferably 100 or more, and most preferably 200 or more amino acid sequences among the constituent amino acid sequences of the protein used in the present invention. Peptides and the like are used.
In the partial peptide used in the present invention, one or more (preferably about 1 to 10, more preferably a number (1 to 5)) amino acids in the amino acid sequence are deleted, or One or more (preferably about 1 to 20, more preferably about 1 to 10, and still more preferably, about 1 to 5) amino acids are added to the amino acid sequence, or the amino acid One or more (preferably about 1 to 20, more preferably about 1 to 10, and still more preferably, about 1 to 5) amino acids are inserted into the sequence, or One or more (preferably about 1 to 10, more preferably several, and still more preferably about 1 to 5) amino acids may be substituted with another amino acid.
[0012]
The partial peptide used in the present invention has a carboxyl group (—COOH) and a carboxylate (—COO) at the C-terminus. ), Amide (-CONH 2 )) Or an ester (—COOR).
Further, the partial peptides used in the present invention include those having a carboxyl group (or carboxylate) in addition to the C-terminus and the N-terminal amino acid residues (eg, , A methionine residue) in which the amino group is protected with a protecting group, a glutamine residue generated by cleavage of the N-terminal side in vivo and pyroglutamine oxidation, a substituent on the side chain of the amino acid in the molecule is Also included are those protected with an appropriate protecting group, and complex peptides such as so-called glycopeptides to which sugar chains are bound.
The partial peptide used in the present invention can also be used as an antigen for preparing an antibody.
[0013]
As the salt of the protein or partial peptide used in the present invention, salts with physiologically acceptable acids (eg, inorganic acids, organic acids) and bases (eg, alkali metal salts) are used. Are preferred. Such salts include, for example, salts with inorganic acids (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid) or organic acids (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, succinic acid) Acids, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid) and the like are used.
The protein or its partial peptide or its salt used in the present invention can be produced from the above-mentioned human or warm-blooded animal cells or tissues by a known method for purifying a protein or contains a DNA encoding the protein. It can also be produced by culturing a transformant. Further, it can be produced according to the peptide synthesis method described later.
When producing from human or mammalian tissues or cells, the homogenized human or mammalian tissues or cells are extracted with an acid or the like, and the extract is subjected to chromatography such as reverse phase chromatography or ion exchange chromatography. Can be purified and isolated.
[0014]
For the synthesis of the protein or partial peptide or a salt thereof, or an amide thereof used in the present invention, a commercially available resin for protein synthesis can be generally used. Examples of such a resin include chloromethyl resin, hydroxymethyl resin, benzhydrylamine resin, aminomethyl resin, 4-benzyloxybenzyl alcohol resin, 4-methylbenzhydrylamine resin, PAM resin, and 4-hydroxymethylmethyl. Phenylacetamidomethyl resin, polyacrylamide resin, 4- (2 ′, 4′-dimethoxyphenyl-hydroxymethyl) phenoxy resin, 4- (2 ′, 4′-dimethoxyphenyl-Fmocaminoethyl) phenoxy resin, and the like. it can. Using such a resin, an amino acid having an α-amino group and a side chain functional group appropriately protected is condensed on the resin in accordance with the sequence of the target protein according to various known condensation methods. At the end of the reaction, the protein or partial peptide is cleaved from the resin, and at the same time, various protecting groups are removed.In addition, an intramolecular disulfide bond formation reaction is performed in a highly diluted solution to obtain the target protein or partial peptide or an amide thereof. I do.
For the condensation of the above protected amino acids, various activating reagents that can be used for protein synthesis can be used, and carbodiimides are particularly preferable. As the carbodiimides, DCC, N, N′-diisopropylcarbodiimide, N-ethyl-N ′-(3-dimethylaminoprolyl) carbodiimide and the like are used. For activation by these, the protected amino acid was directly added to the resin together with a racemization inhibitor additive (for example, HOBt, HOOBt), or the protected amino acid was previously activated as a symmetric acid anhydride or HOBt ester or HOOBt ester. Later it can be added to the resin.
[0015]
The solvent used for activating the protected amino acid or condensing with the resin can be appropriately selected from solvents known to be usable for the protein condensation reaction. For example, acid amides such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and chloroform, alcohols such as trifluoroethanol, and dimethyl sulfoxide. Sulfoxides, ethers such as pyridine, dioxane, and tetrahydrofuran, nitriles such as acetonitrile and propionitrile, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and appropriate mixtures thereof are used. The reaction temperature is appropriately selected from a range known to be usable for a protein bond formation reaction, and is usually appropriately selected from a range of about -20 ° C to 50 ° C. The activated amino acid derivative is usually used in a 1.5 to 4-fold excess. As a result of the test using the ninhydrin reaction, when the condensation is insufficient, sufficient condensation can be performed by repeating the condensation reaction without removing the protecting group. When sufficient condensation cannot be obtained even by repeating the reaction, unreacted amino acids can be acetylated using acetic anhydride or acetylimidazole to prevent the subsequent reaction from being affected.
[0016]
Examples of the protecting group for the amino group of the starting material include Z, Boc, t-pentyloxycarbonyl, isobornyloxycarbonyl, 4-methoxybenzyloxycarbonyl, Cl-Z, Br-Z, adamantyloxycarbonyl, trifluoroacetyl , Phthaloyl, formyl, 2-nitrophenylsulfenyl, diphenylphosphinothioyl, Fmoc and the like.
The carboxyl group may be, for example, a linear, branched or cyclic alkyl ester such as an alkyl esterified ester (eg, methyl, ethyl, propyl, butyl, t-butyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, 2-adamantyl). ), Aralkyl esterification (eg, benzyl ester, 4-nitrobenzyl ester, 4-methoxybenzyl ester, 4-chlorobenzyl ester, benzhydryl esterification), phenacyl esterification, benzyloxycarbonylhydrazide, t-butoxy It can be protected by carbonyl hydrazide, trityl hydrazide and the like.
The hydroxyl group of serine can be protected, for example, by esterification or etherification. Suitable groups for this esterification include, for example, lower (C 1-6 A) Groups derived from carbonic acid such as an aroyl group such as an alkanoyl group and a benzoyl group, and a benzyloxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group. Examples of the group suitable for etherification include a benzyl group, a tetrahydropyranyl group, and a t-butyl group.
Examples of the protecting group for the phenolic hydroxyl group of tyrosine include Bzl, Cl 2 -Bzl, 2-nitrobenzyl, Br-Z, t-butyl and the like are used.
As the imidazole protecting group for histidine, for example, Tos, 4-methoxy-2,3,6-trimethylbenzenesulfonyl, DNP, benzyloxymethyl, Bum, Boc, Trt, Fmoc and the like are used.
[0017]
Examples of the activated carboxyl group of the raw material include, for example, a corresponding acid anhydride, azide, active ester [alcohol (eg, pentachlorophenol, 2,4,5-trichlorophenol, 2,4-dinitrophenol, Cyanomethyl alcohol, paranitrophenol, HONB, N-hydroxysuccinimide, N-hydroxyphthalimide, and an ester with HOBt). As the activated amino group of the raw material, for example, a corresponding phosphoric amide is used.
As a method for removing (eliminating) the protecting group, for example, catalytic reduction in a hydrogen stream in the presence of a catalyst such as Pd-black or Pd-carbon, or hydrogen fluoride anhydride, methanesulfonic acid, trifluoromethane, etc. Acid treatment with dichloromethane, trifluoroacetic acid or a mixture thereof, base treatment with diisopropylethylamine, triethylamine, piperidine, piperazine, etc., reduction with sodium in liquid ammonia, and the like are also used. The elimination reaction by the above acid treatment is generally performed at a temperature of about -20 ° C to 40 ° C. In the acid treatment, for example, anisole, phenol, thioanisole, metacresol, paracresol, dimethylsulfide, 1,4 -Addition of a cation scavenger such as butanedithiol, 1,2-ethanedithiol and the like is effective. Further, the 2,4-dinitrophenyl group used as an imidazole protecting group of histidine is removed by thiophenol treatment, and the formyl group used as an indole protecting group of tryptophan is the above 1,2-ethanedithiol, 1,4-butane. In addition to deprotection by acid treatment in the presence of dithiol or the like, it is also removed by alkali treatment with dilute sodium hydroxide solution, dilute ammonia or the like.
[0018]
The protection of the functional group that should not be involved in the reaction of the raw materials, the protective group, the elimination of the protective group, the activation of the functional group involved in the reaction, and the like can be appropriately selected from known groups or known means.
As another method for obtaining an amide form of a protein or a partial peptide, for example, after amidating and protecting the α-carboxyl group of the carboxy terminal amino acid, a peptide (protein) chain is added to the amino group side to a desired chain length. After the elongation, a protein or partial peptide from which only the protecting group for the N-terminal α-amino group of the peptide chain has been removed and a protein or partial peptide from which only the protecting group for the C-terminal carboxyl group has been removed, and these are produced. The protein or peptide is condensed in a mixed solvent as described above. Details of the condensation reaction are the same as described above. After purifying the protected protein or peptide obtained by the condensation, all the protecting groups are removed by the above-mentioned method to obtain a desired crude protein or peptide. This crude protein or peptide is purified by various known purification means, and the main fraction is lyophilized to obtain an amide of the desired protein or peptide.
In order to obtain an ester of a protein or peptide, for example, after condensing the α-carboxyl group of the carboxy terminal amino acid with a desired alcohol to form an amino acid ester, the desired protein or An ester of the peptide can be obtained.
[0019]
The partial peptide or a salt thereof used in the present invention can be produced according to a peptide synthesis method known per se, or by cleaving the protein used in the present invention with an appropriate peptidase. As a method for synthesizing a peptide, for example, any of a solid phase synthesis method and a liquid phase synthesis method may be used. That is, the partial peptide or amino acid that can constitute the partial peptide used in the present invention is condensed with the remaining portion, and when the product has a protecting group, the protecting group is eliminated to produce the target peptide. it can. Known condensation methods and elimination of protecting groups include, for example, the methods described in the following (1) to (5).
{1} M. Bodanszky and M.A. A. Ondetti, Peptide Synthesis, Interscience Publishers, New York (1966)
(2) Schroeder and Luebke, The Peptide, Academic Press, New York (1965)
(3) Nobuo Izumiya et al., Fundamentals and experiments of peptide synthesis, Maruzen Co., Ltd. (1975)
(4) Haruaki Yajima and Shunpei Sakakibara, Biochemistry Laboratory Course 1, Protein Chemistry IV, 205, (1977)
5) Supervision of Haruaki Yajima, Development of Continuing Drugs, Volume 14, Peptide Synthesis, Hirokawa Shoten
After the reaction, the partial peptide used in the present invention can be purified and isolated by a combination of ordinary purification methods such as solvent extraction, distillation, column chromatography, liquid chromatography, and recrystallization. When the partial peptide obtained by the above method is a free form, it can be converted to an appropriate salt by a known method or a method analogous thereto, and conversely, when the partial peptide is obtained as a salt, a known method or analogous method It can be converted into a free form or another salt by a method.
[0020]
The polynucleotide encoding the protein used in the present invention may be any polynucleotide as long as it contains the above-described nucleotide sequence encoding the protein used in the present invention. Preferably it is DNA. The DNA may be any of genomic DNA, genomic DNA library, cDNA derived from the above-described cells / tissues, cDNA library derived from the aforementioned cells / tissues, and synthetic DNA.
The vector used for the library may be any of bacteriophage, plasmid, cosmid, phagemid and the like. Alternatively, amplification can be carried out directly by Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction (hereinafter abbreviated as RT-PCR method) using a total RNA or mRNA fraction prepared from the above-mentioned cells / tissues.
The DNA encoding the protein used in the present invention includes, for example, a DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a nucleotide sequence hybridized with the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 under high stringency conditions. Any DNA may be used as long as it contains a soybean base sequence and encodes a protein having substantially the same properties as the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
[0021]
Examples of the DNA that can hybridize with the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 under high stringency conditions include, for example, about 50% or more, preferably about 60% or more with the base sequence represented by SEQ ID NO: 2. More preferably, a DNA containing a base sequence having a homology of about 70% or more, more preferably about 80% or more, particularly preferably about 90% or more, and most preferably about 95% or more is used. For example, a DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 and the like can be mentioned.
The homology of the nucleotide sequences was determined using the homology calculation algorithm NCBI BLAST (National Center for Biotechnology Information Basic Local Alignment Search Tool) under the following conditions (expected value = 10; gap allowed; filtering = ON; match score = 1; Mismatch score = −3).
Hybridization can be performed according to a method known per se or a method analogous thereto, for example, the method described in Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989). When a commercially available library is used, it can be performed according to the method described in the attached instruction manual. More preferably, it can be performed under high stringent conditions.
The high stringent conditions are, for example, conditions in which the sodium concentration is about 19 to 40 mM, preferably about 19 to 20 mM, and the temperature is about 50 to 70 ° C, preferably about 60 to 65 ° C. In particular, the case where the sodium concentration is about 19 mM and the temperature is about 65 ° C. is most preferable.
More specifically, as the DNA encoding the protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 or the like is represented by SEQ ID NO: 3. As a DNA encoding a protein containing the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 4, a DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 4 or the like is used.
[0022]
The polynucleotide (eg, DNA) encoding the partial peptide used in the present invention may be any polynucleotide containing the above-described nucleotide sequence encoding the partial peptide used in the present invention. Further, any of genomic DNA, genomic DNA library, cDNA derived from the above-mentioned cells / tissues, cDNA library derived from the aforementioned cells / tissues, and synthetic DNA may be used.
As the DNA encoding the partial peptide used in the present invention, for example, a DNA containing a part of the DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a DNA containing a part of the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 DNAs containing a base sequence that hybridizes under stringent conditions and containing a part of a DNA encoding a protein having substantially the same activity as the protein of the present invention are used. The DNA hybridizable to the base sequence represented by SEQ ID NO: 2 has the same significance as described above.
The same hybridization method and high stringency conditions as described above are used.
[0023]
Means for cloning a DNA that completely encodes the protein or partial peptide used in the present invention (hereinafter, in the description of the cloning and expression of the DNA encoding the same, these may be simply abbreviated as the protein of the present invention) Amplification by a PCR method using a synthetic DNA primer containing a part of the nucleotide sequence encoding the protein of the present invention, or the DNA incorporated into an appropriate vector is used to obtain a partial or whole region of the protein of the present invention. Screening can be carried out by hybridization with a DNA fragment to be coded or labeled with a synthetic DNA. Hybridization can be performed, for example, according to the method described in Molecular Cloning 2nd (J. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Lab. Press, 1989). When a commercially available library is used, it can be performed according to the method described in the attached instruction manual.
Conversion of the base sequence of DNA can be performed by PCR, a known kit, for example, Mutan. TM -Super Express Km (Takara Shuzo Co., Ltd.), Mutan TM Using -K (Takara Shuzo Co., Ltd.) or the like, it can be carried out according to a method known per se such as the ODA-LA PCR method, the Gapped Duplex method, the Kunkel method, or a method similar thereto.
The DNA encoding the cloned protein can be used as it is or as desired, after digestion with a restriction enzyme or addition of a linker, if desired. The DNA may have ATG as a translation initiation codon at the 5 'end and TAA, TGA or TAG as a translation termination codon at the 3' end. These translation initiation codon and translation termination codon can also be added using an appropriate synthetic DNA adapter.
The expression vector for the protein of the present invention includes, for example, (a) cutting out a DNA fragment of interest from DNA encoding the protein of the present invention, and (b) ligating the DNA fragment downstream of a promoter in an appropriate expression vector. It can be manufactured by the following.
[0024]
Examples of the vector include plasmids derived from Escherichia coli (eg, pBR322, pBR325, pUC12, pUC13), plasmids derived from Bacillus subtilis (eg, pUB110, pTP5, pC194), plasmids derived from yeast (eg, pSH19, pSH15), λ phage and the like. In addition to animal viruses such as bacteriophage, retrovirus, vaccinia virus, and baculovirus, pA1-11, pXT1, pRc / CMV, pRc / RSV, pcDNAI / Neo, and the like are used.
The promoter used in the present invention may be any promoter as long as it is appropriate for the host used for gene expression. For example, when an animal cell is used as a host, SRα promoter, SV40 promoter, LTR promoter, CMV promoter, HSV-TK promoter and the like can be mentioned.
Of these, it is preferable to use a CMV (cytomegalovirus) promoter, SRα promoter, or the like. When the host is Escherichia, trp promoter, lac promoter, recA promoter, λP L Promoter, lpp promoter, T7 promoter, etc., when the host is Bacillus, SPO1 promoter, SPO2 promoter, penP promoter, etc., and when the host is yeast, PHO5 promoter, PGK promoter, GAP promoter, ADH promoter, etc. Is preferred. When the host is an insect cell, a polyhedrin promoter, a P10 promoter and the like are preferable.
[0025]
In addition to the above, an expression vector containing an enhancer, a splicing signal, a polyA addition signal, a selection marker, an SV40 replication origin (hereinafter sometimes abbreviated as SV40 ori), and the like may be used, if desired. it can. Examples of the selectable marker include a dihydrofolate reductase (hereinafter sometimes abbreviated as dhfr) gene [methotrexate (MTX) resistance] and an ampicillin resistance gene (hereinafter Amp). r Neomycin resistance gene (hereinafter Neo). r G418 resistance). In particular, when the dhfr gene is used as a selection marker using Chinese hamster cells deficient in dhfr gene, the target gene can be selected using a thymidine-free medium.
If necessary, a signal sequence suitable for the host is added to the N-terminal side of the protein of the present invention. When the host is a genus Escherichia, a PhoA signal sequence, an OmpA signal sequence, or the like is used. When the host is a Bacillus genus, an α-amylase signal sequence, a subtilisin signal sequence, or the like is used. In some cases, MFα signal sequence, SUC2 signal sequence, etc., and when the host is an animal cell, insulin signal sequence, α-interferon signal sequence, antibody molecule, signal sequence, etc. can be used.
A transformant can be produced using the vector containing the DNA encoding the protein of the present invention thus constructed.
[0026]
As the host, for example, Escherichia, Bacillus, yeast, insect cells, insects, animal cells and the like are used.
Specific examples of the genus Escherichia include, for example, Escherichia coli K12.DH1 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 60, 160 (1968)], JM103 [Nucleic Acids Research, 9, 309 (1981)], JA221 [Journal of Molecular Biology, 120, 517 (1978)], HB101 [Journalolology]. , 459 (1969)], C600 [Genetics, 39, 440 (1954)] and the like.
As the Bacillus bacterium, for example, Bacillus subtilis MI114 [Gene, 24, 255 (1983)], 207-21 [Journal of Biochemistry, 95, 87 (1984)] and the like are used.
Examples of yeast include Saccharomyces cerevisiae AH22 and AH22R. , NA87-11A, DKD-5D, 20B-12, Schizosaccharomyces pombe NCYC1913, NCYC2036, Pichia pastoris KM71 and the like.
[0027]
When the virus is AcNPV, for example, when the virus is AcNPV, a cell line derived from a larva of night roth moth (Spodoptera frugiperda cell; Sf cell), MG1 cell derived from the midgut of Trichoplusia ni, and Hig derived from Trichoplusia ni egg. TM Cells, cells derived from Mamestra brassicae, cells derived from Estigmena acrea, and the like are used. When the virus is BmNPV, a silkworm-derived cell line (Bombyx mori N cell; BmN cell) or the like is used. As the Sf cells, for example, Sf9 cells (ATCC CRL 1711), Sf21 cells (above, Vaughn, JL, et al., In Vivo, 13, 213-217, (1977)) and the like are used.
As the insect, for example, a silkworm larva is used [Maeda et al., Nature, 315, 592 (1985)].
Examples of animal cells include monkey cells COS-7, Vero, Chinese hamster cells CHO (hereinafter abbreviated as CHO cells), dhfr gene-deficient Chinese hamster cells CHO (hereinafter CHO (dhfr). ) Cells), mouse L cells, mouse AtT-20, mouse myeloma cells, mouse ATDC5 cells, rat GH3, human FL cells, and the like.
For transformation of Escherichia, for example, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 69, 2110 (1972) and Gene, 17, 107 (1982).
[0028]
Bacillus spp. Can be transformed, for example, according to the method described in Molecular & General Genetics, vol. 168, 111 (1979).
To transform yeast, see, for example, Methods in Enzymology, Vol. 194, 182-187 (1991), Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 75, 1929 (1978).
Insect cells or insects can be transformed, for example, according to the method described in Bio / Technology, 6, 47-55 (1988).
To transform animal cells, for example, see Cell Engineering Separate Volume 8, New Cell Engineering Experiment Protocol. 263-267 (1995) (published by Shujunsha) and Virology, Vol. 52, 456 (1973).
Thus, a transformant transformed with the expression vector containing the DNA encoding the protein can be obtained.
When culturing a transformant whose host is a genus Escherichia or Bacillus, a liquid medium is suitable as a medium used for the culturing, and a carbon source necessary for growth of the transformant is used therein. Nitrogen sources, inorganic substances, etc. are included. As a carbon source, for example, glucose, dextrin, soluble starch, sucrose, etc., as a nitrogen source, for example, ammonium salts, nitrates, corn steep liquor, peptone, casein, meat extract, soybean meal, potato extract and the like Examples of the inorganic or organic substance and the inorganic substance include calcium chloride, sodium dihydrogen phosphate, and magnesium chloride. In addition, yeast extract, vitamins, growth promoting factors and the like may be added. The pH of the medium is preferably about 5 to 8.
[0029]
As a medium for culturing the genus Escherichia, for example, an M9 medium containing glucose and casamino acid [Miller, Journal of Experiments in Molecular Genetics, 431-433, Cold Spring Harbor Laboratory, New York, New York, 1972] is preferable. If necessary, an agent such as 3β-indolylacrylic acid can be added in order to make the promoter work efficiently.
When the host is a bacterium belonging to the genus Escherichia, the cultivation is usually performed at about 15 to 43 ° C. for about 3 to 24 hours, and if necessary, aeration and stirring can be added.
When the host is a bacterium belonging to the genus Bacillus, the cultivation is usually carried out at about 30 to 40 ° C. for about 6 to 24 hours, and if necessary, aeration and stirring may be added.
When culturing a transformant in which the host is yeast, for example, Burkholder's minimum medium [Bostian, K. et al. L. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 77, 4505 (1980)] or an SD medium containing 0.5% casamino acid [Bitter, G. et al. A. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 5330 (1984)]. Preferably, the pH of the medium is adjusted to about 5-8. The cultivation is usually performed at about 20 ° C. to 35 ° C. for about 24 to 72 hours, and if necessary, aeration and stirring are added.
When culturing an insect cell or a transformant whose host is an insect, the medium was immobilized as Grace's Insect Medium (Grace, TCC, Nature, 195, 788 (1962)). Those to which additives such as 10% bovine serum are appropriately added are used. The pH of the medium is preferably adjusted to about 6.2 to 6.4. The cultivation is usually performed at about 27 ° C. for about 3 to 5 days, and if necessary, aeration or stirring is added.
When culturing a transformant in which the host is an animal cell, examples of the medium include a MEM medium containing about 5 to 20% fetal bovine serum [Science, Vol. 122, 501 (1952)], a DMEM medium [Virology, 8, 396 (1959)], RPMI 1640 medium [The Journal of the American Medical Association, 199, 519 (1967)], and 199 medium [Proceeding of the Society for Biotechnology, etc., 73, etc. Is used. Preferably, the pH is between about 6 and 8. The cultivation is usually performed at about 30 to 40 ° C. for about 15 to 60 hours, and if necessary, aeration and stirring are added.
As described above, the protein of the present invention can be produced in cells, cell membranes or extracellular cells of the transformant.
[0030]
The protein of the present invention can be separated and purified from the culture by, for example, the following method.
When extracting the protein of the present invention from cultured cells or cells, the cells or cells are collected by a known method after culturing, suspended in an appropriate buffer, and subjected to sonication, lysozyme and / or freeze-thawing. After the cells or cells are destroyed by the method, a method of obtaining a crude extract of the protein by centrifugation or filtration is used as appropriate. In a buffer, a protein denaturant such as urea or guanidine hydrochloride, or Triton X-100 is used. TM And the like. When the protein is secreted into the culture solution, after the culture is completed, the supernatant is separated from the cells or cells by a method known per se, and the supernatant is collected.
The protein contained in the culture supernatant or extract obtained in this manner can be purified by appropriately combining known separation and purification methods. These known separation and purification methods include methods utilizing solubility such as salting out and solvent precipitation, dialysis, ultrafiltration, gel filtration, and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis, mainly molecular weight. Using differences in charge, methods using charge differences such as ion exchange chromatography, methods using specific affinity such as affinity chromatography, and using differences in hydrophobicity such as reversed-phase high-performance liquid chromatography A method utilizing a difference between isoelectric points, such as an isoelectric focusing method, is used.
[0031]
When the protein thus obtained is obtained in a free form, it can be converted to a salt by a method known per se or a method analogous thereto, and conversely, when it is obtained as a salt, a method known per se or analogous thereto Can be converted to a free form or another salt.
The protein produced by the recombinant can be arbitrarily modified or the polypeptide can be partially removed by allowing a suitable protein modifying enzyme to act on the protein before or after purification. As the protein modifying enzyme, for example, trypsin, chymotrypsin, arginyl endopeptidase, protein kinase, glycosidase and the like are used.
The presence of the protein of the present invention thus produced can be measured by an enzyme immunoassay using a specific antibody, Western blotting, or the like.
[0032]
The antibody against the protein or partial peptide or a salt thereof used in the present invention may be any of a polyclonal antibody and a monoclonal antibody as long as it can recognize the protein or partial peptide or a salt thereof used in the present invention.
Antibodies against the protein or partial peptide used in the present invention or a salt thereof (hereinafter sometimes simply referred to as the protein of the present invention in the description of the antibody) use the protein of the present invention as an antigen and are known per se. Can be produced according to the antibody or antiserum production method described in
[Preparation of monoclonal antibody]
(A) Preparation of monoclonal antibody-producing cells
The protein of the present invention is administered to a warm-blooded animal itself or together with a carrier and a diluent at a site capable of producing an antibody upon administration. Complete Freund's adjuvant or incomplete Freund's adjuvant may be administered in order to enhance the antibody-producing ability upon administration. The administration is usually performed once every 2 to 6 weeks, for a total of about 2 to 10 times. Examples of the warm-blooded animal used include monkeys, rabbits, dogs, guinea pigs, mice, rats, sheep, goats, and chickens, and mice and rats are preferably used.
When preparing monoclonal antibody-producing cells, a warm-blooded animal immunized with an antigen, for example, an individual having an antibody titer is selected from a mouse, and the spleen or lymph node is collected 2 to 5 days after the final immunization and contained in them. By fusing the antibody-producing cells thus obtained with myeloma cells of the same or different species, a monoclonal antibody-producing hybridoma can be prepared. The antibody titer in the antiserum can be measured, for example, by reacting a labeled protein described below with the antiserum, and then measuring the activity of a labeling agent bound to the antibody. The fusion operation can be performed according to a known method, for example, the method of Koehler and Milstein [Nature, 256, 495 (1975)]. Examples of the fusion promoter include polyethylene glycol (PEG) and Sendai virus, but PEG is preferably used.
[0033]
Examples of myeloma cells include myeloma cells of warm-blooded animals such as NS-1, P3U1, SP2 / 0, and AP-1, but P3U1 is preferably used. The preferred ratio between the number of antibody-producing cells (spleen cells) and the number of myeloma cells used is about 1: 1 to 20: 1, and PEG (preferably PEG1000 to PEG6000) is added at a concentration of about 10 to 80%. By incubating at 20 to 40 ° C, preferably 30 to 37 ° C for 1 to 10 minutes, cell fusion can be carried out efficiently. Various methods can be used to screen for monoclonal antibody-producing hybridomas. For example, a hybridoma culture supernatant is added to a solid phase (eg, a microplate) on which a protein antigen is directly or adsorbed together with a carrier, and then radioactive substances or A method for detecting a monoclonal antibody bound to a solid phase by adding an anti-immunoglobulin antibody labeled with an enzyme or the like (an anti-mouse immunoglobulin antibody is used when cells used for cell fusion are mice) or protein A; A method in which a hybridoma culture supernatant is added to a solid phase to which globulin antibodies or protein A is adsorbed, a protein labeled with a radioactive substance, an enzyme, or the like is added, and a monoclonal antibody bound to the solid phase is detected.
Selection of the monoclonal antibody can be performed according to a method known per se or a method analogous thereto. Usually, it can be performed in a medium for animal cells supplemented with HAT (hypoxanthine, aminopterin, thymidine). As a selection and breeding medium, any medium can be used as long as a hybridoma can grow. For example, RPMI 1640 medium containing 1 to 20%, preferably 10 to 20% fetal bovine serum, GIT medium containing 1 to 10% fetal bovine serum (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) or serum-free for hybridoma culture A medium (SFM-101, Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) or the like can be used. The culturing temperature is usually 20 to 40 ° C, preferably about 37 ° C. The culture time is usually 5 days to 3 weeks, preferably 1 week to 2 weeks. The culture can be usually performed under 5% carbon dioxide gas. The antibody titer of the hybridoma culture supernatant can be measured in the same manner as the measurement of the antibody titer in the antiserum described above.
[0034]
(B) Purification of monoclonal antibody
The monoclonal antibody can be separated and purified by a method known per se, for example, an immunoglobulin separation and purification method [eg, salting out method, alcohol precipitation method, isoelectric point precipitation method, electrophoresis method, ion exchanger (eg, DEAE)] Adsorption-desorption method, ultracentrifugation method, gel filtration method, antigen-binding solid phase or specific purification method of collecting antibody only with an active adsorbent such as protein A or protein G and dissociating the bond to obtain the antibody] Can be.
(Preparation of polyclonal antibody)
The polyclonal antibody of the present invention can be produced according to a method known per se or a method analogous thereto. For example, a immunizing antigen (protein antigen) itself or a complex thereof with a carrier protein is formed, and a warm-blooded animal is immunized in the same manner as in the above-described method for producing a monoclonal antibody. It can be produced by collecting a substance and separating and purifying the antibody.
Regarding the complex of an immunizing antigen and a carrier protein used to immunize a warm-blooded animal, the type of carrier protein and the mixing ratio of the carrier and the hapten are such that the antibody is efficiently cross-linked to the hapten immunized by crosslinking the carrier. If possible, any material may be cross-linked at any ratio. For example, bovine serum albumin, bovine thyroglobulin, hemocyanin, etc. are used in a weight ratio of about 0.1 to 20, preferably about 1 to 20, relative to hapten 1. A method of coupling at a rate of ~ 5 is used. Various coupling agents can be used for coupling the hapten and the carrier, and glutaraldehyde, carbodiimide, a maleimide active ester, an active ester reagent containing a thiol group or a dithioviridyl group, or the like is used.
The condensation product is administered to a warm-blooded animal itself or together with a carrier or diluent at a site where antibody production is possible. Complete Freund's adjuvant or incomplete Freund's adjuvant may be administered in order to enhance the antibody-producing ability upon administration. The administration is usually performed once every about 2 to 6 weeks, about 3 to 10 times in total.
The polyclonal antibody can be collected from the blood, ascites, or the like, preferably from the blood of a warm-blooded animal immunized by the above method.
The measurement of the polyclonal antibody titer in the antiserum can be performed in the same manner as the measurement of the antibody titer in the antiserum described above. The separation and purification of the polyclonal antibody can be performed according to the same immunoglobulin separation and purification method as the above-mentioned separation and purification of the monoclonal antibody.
[0035]
The nucleotide sequence of a polynucleotide encoding a protein or a partial peptide used in the present invention (eg, DNA (hereinafter, these DNAs may be abbreviated to DNA of the present invention in the description of antisense polynucleotide)) The antisense polynucleotide having a complementary or substantially complementary base sequence or a part thereof includes a base sequence complementary to or substantially complementary to the base sequence of the DNA of the present invention or a part thereof. Any antisense polynucleotide may be used as long as it has a portion and has an action of suppressing the expression of the DNA, but antisense DNA is preferable.
The nucleotide sequence substantially complementary to the DNA of the present invention is, for example, about 70% of the total nucleotide sequence or a partial nucleotide sequence of the nucleotide sequence complementary to the DNA of the present invention (that is, the complementary strand of the DNA of the present invention). % Or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, most preferably about 95% or more. In particular, in the case of an antisense polynucleotide directed to translation inhibition, of the entire base sequence of the complementary strand of the DNA of the present invention, the base sequence of the portion encoding the N-terminal site of the protein of the present invention (for example, An antisense polynucleotide having a homology of about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% or more, and most preferably about 95% or more with a complementary strand of a base sequence near a codon, etc. B) In the case of an antisense polynucleotide that directs RNA degradation by RNase H, it is about 70% or more, preferably about 80% or more, more preferably about 90% with the complementary strand of the entire base sequence of the DNA of the present invention including introns. As described above, most preferably, antisense polynucleotides having about 95% or more homology are suitable.
Specifically, (1) an antisense polynucleotide containing a base sequence complementary to or substantially complementary to the base sequence of DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 2, or a part thereof Preferably, for example, an antisense polynucleotide containing a nucleotide sequence complementary to the nucleotide sequence of the DNA containing the nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 2 or a part thereof (more preferably, an antisense polynucleotide represented by SEQ ID NO: 2 (2) a base sequence complementary to the base sequence of the DNA containing the base sequence, or (2) a base sequence of the DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 4; Antisense polynucleotide containing a specific or substantially complementary base sequence, or a portion thereof, preferably, for example, SEQ ID NO: 4 A base sequence complementary to the base sequence of the DNA containing the base sequence represented, or an antisense polynucleotide containing a part thereof (more preferably, the base sequence of the DNA containing the base sequence represented by SEQ ID NO: 4) (An antisense polynucleotide containing a nucleotide sequence complementary to or a part thereof), and the like.
The antisense polynucleotide is usually composed of about 10 to 40, preferably about 15 to 30 bases.
In order to prevent degradation by a hydrolase such as nuclease, a phosphate residue (phosphate) of each nucleotide constituting the antisense DNA may be, for example, a chemically modified phosphate residue such as phosphorothioate, methylphosphonate, or phosphorodithionate. It may be substituted. In addition, the sugar (deoxyribose) of each nucleotide may be substituted with a chemically modified sugar structure such as 2′-O-methylation, and the base portion (pyrimidine, purine) may also be chemically modified. Or any one that hybridizes to the DNA having the base sequence represented by SEQ ID NO: 2. These antisense polynucleotides can be produced using a known DNA synthesizer or the like.
[0036]
According to the present invention, an antisense polynucleotide capable of inhibiting the replication or expression of the protein gene of the present invention is cloned or designed based on the nucleotide sequence information of DNA encoding the determined protein, and synthesized. Can. Such nucleotides (nucleic acids) can hybridize with the RNA of the protein gene of the present invention and inhibit the synthesis or function of the RNA, or through interaction with the protein-related RNA of the present invention. The expression of the protein gene of the present invention can be regulated and controlled. Polynucleotides that are complementary to a selected sequence of the protein-associated RNA of the present invention, and that can specifically hybridize with the protein-associated RNA of the present invention, can be used in vivo and in vitro to produce the protein gene of the present invention. It is useful for regulating and controlling the expression of, and also useful for treating or diagnosing diseases and the like. The term “corresponding” means having homology or being complementary to a specific sequence of nucleotides, base sequences or nucleic acids including genes. "Corresponding" between a nucleotide, base sequence or nucleic acid and a peptide (protein) usually refers to the amino acid of the peptide (protein) as directed by the nucleotide (nucleic acid) sequence or its complement. . 5 'end hairpin loop of protein gene, 5' end 6-base pair repeat, 5 'end untranslated region, polypeptide translation start codon, protein coding region, ORF translation stop codon, 3' end untranslated region, 3 ' The terminal palindrome region and the 3'-end hairpin loop may be selected as preferred regions of interest, but any region within the protein gene may be selected as a target.
The relationship between the target nucleic acid and a polynucleotide complementary to at least a part of the target region can be said to be "antisense" if the relationship between the target nucleic acid and a polynucleotide capable of hybridizing with the target is. Antisense polynucleotides include polynucleotides containing 2-deoxy-D-ribose, polynucleotides containing D-ribose, other types of polynucleotides that are N-glycosides of purine or pyrimidine bases, or Other polymers having non-nucleotide backbones (eg, commercially available protein nucleic acids and synthetic sequence-specific nucleic acid polymers) or other polymers containing special bonds, provided that the polymer is a base such as found in DNA or RNA And nucleotides having a configuration permitting the attachment of a base). They can be double-stranded DNA, single-stranded DNA, double-stranded RNA, single-stranded RNA, and also DNA: RNA hybrids, and can be unmodified polynucleotides (or unmodified oligonucleotides), or even known. Such as labeled, capped, methylated, one or more naturally-occurring nucleotides replaced by analogs, intramolecular nucleotides Modified, eg, those having an uncharged bond (eg, methylphosphonate, phosphotriester, phosphoramidate, carbamate, etc.), charged or sulfur-containing bonds (eg, phosphorothioate, phosphorodithioate, etc.) ), Such as proteins (nucleases, nuclease inhibitors, Those having side-chain groups such as syn, antibody, signal peptide, poly-L-lysine, etc. and sugars (eg, monosaccharide), those having intercalating compounds (eg, acridine, psoralen) Containing chelating compounds (eg, metals, radioactive metals, boron, oxidizing metals, etc.), those containing alkylating agents, those having modified bonds (eg, α-anomeric nucleic acids) Etc.). Here, "nucleoside", "nucleotide", and "nucleic acid" may include not only those containing purine and pyrimidine bases but also those having other modified heterocyclic bases. Such modifications may include methylated purines and pyrimidines, acylated purines and pyrimidines, or other heterocycles. Modified nucleotides and modified nucleotides may also be modified at the sugar moiety, e.g., where one or more hydroxyl groups have been replaced by halogens, aliphatic groups, etc., or by functional groups such as ethers, amines, etc. It may have been converted.
The antisense polynucleotide of the present invention is RNA, DNA, or a modified nucleic acid (RNA, DNA). Specific examples of the modified nucleic acid include, but are not limited to, sulfur derivatives and thiophosphate derivatives of nucleic acids, and those that are resistant to degradation of polynucleoside amides and oligonucleoside amides. The antisense nucleic acid of the present invention can be preferably designed according to the following policy. That is, to make the antisense nucleic acid more stable in the cell, to make the antisense nucleic acid more cell permeable, to have a greater affinity for the target sense strand, and to be more toxic if it is toxic. Minimize the toxicity of sense nucleic acids.
Thus, many modifications are known in the art, for example, Kawakami et al. , Pharm Tech Japan, Vol. 8, pp. 247, 1992; Vol. 8, pp. 395, 1992; T. Crooke et al. ed. , Antisense Research and Applications, CRC Press, 1993.
The antisense nucleic acid of the present invention may contain altered or modified sugars, bases or bonds, may be provided in a special form such as liposomes or microspheres, may be applied by gene therapy, It could be provided in an added form. Thus, in the form of addition, polycations such as polylysine which acts to neutralize the charge of the phosphate skeleton, lipids which enhance the interaction with the cell membrane or increase the uptake of nucleic acids ( For example, hydrophobic substances such as phospholipid and cholesterol can be mentioned. Preferred lipids for addition include cholesterol and its derivatives (eg, cholesteryl chloroformate, cholic acid, etc.). These can be attached to the 3 'end or 5' end of the nucleic acid, and can be attached via a base, sugar, or intramolecular nucleoside bond. Other groups include cap groups specifically arranged at the 3 ′ end or 5 ′ end of a nucleic acid for preventing degradation by nucleases such as exonuclease and RNase. Such capping groups include, but are not limited to, hydroxyl-protecting groups known in the art, including glycols such as polyethylene glycol and tetraethylene glycol.
The inhibitory activity of the antisense nucleic acid can be examined using the transformant of the present invention, the in vivo or in vitro gene expression system of the present invention, or the in vivo or in vitro translation system of the protein of the present invention. The nucleic acid can be applied to cells by various methods known per se.
[0037]
Hereinafter, the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof (hereinafter, sometimes abbreviated as the protein of the present invention), a polynucleotide encoding the protein or partial peptide of the present invention (eg, DNA (hereinafter, referred to as the present invention) DNA)), an antibody against the protein or partial peptide of the present invention or a salt thereof (hereinafter, may be abbreviated as the antibody of the present invention), and an antisense polynucleotide of the DNA of the present invention (hereinafter, may be referred to as “antibody”). (May be abbreviated as the antisense polynucleotide of the present invention).
[0038]
The protein of the present invention can be used as a disease marker because its expression is increased in lungs having emphysema lesions. That is, it is useful as a marker for early diagnosis in the lung, determination of the severity of symptoms, and prediction of disease progression. Therefore, the antisense polynucleotide of the present invention, a compound or a salt thereof that inhibits the activity of the protein of the present invention, a compound or a salt thereof that inhibits the expression of the protein gene of the present invention, or a medicament containing the antibody of the present invention include, for example, , Respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergies) Rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immune diseases (eg, myasthenia gravis, Glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, splenic dysfunction or chest Such as unusually accompanying immunodeficiency), can be safely used inflammatory bowel disease, as a prophylactic or therapeutic agent for allergic conjunctivitis.
[0039]
(1) Screening of drug candidate compounds for disease
Since the expression of the protein of the present invention is increased in lungs having emphysema lesions, compounds or salts thereof that regulate (preferably inhibit) the activity of the protein of the present invention include, for example, respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease] (Chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, Hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, Insulin-resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctiva It can be used as a prophylactic or therapeutic agent such as. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
Therefore, the protein of the present invention is useful as a reagent for screening a compound or a salt thereof that regulates (preferably, inhibits) the activity of the protein of the present invention.
That is, the present invention regulates (promotes or inhibits) (preferably inhibits) the activity (eg, cell adhesion activity, heparan sulfate proteoglycan binding activity, etc.) of the protein of the present invention characterized by using the protein of the present invention. A method for screening a compound or a salt thereof is provided.
Specifically, a comparison was made between (i) the cell adhesion activity or heparan sulfate proteoglycan binding activity of the protein of the present invention and (ii) the cell adhesion activity or heparan sulfate proteoglycan binding activity of a mixture of the protein of the present invention and a test compound. A method for screening a compound or a salt thereof that regulates (promotes or inhibits) the activity of the protein of the present invention, which is characterized in that
In the above screening method, for example, in the cases of (i) and (ii), cell adhesion activity or heparan sulfate proteoglycan binding activity and the like can be determined by a method known per se, for example, J. Am. Biol. Chem. 276 (11), 8125-8134, 2001, or the like or a method analogous thereto, and measured.
Specifically, (i) after mixing a fusion protein of the extracellular region of the protein of the present invention with an immunoglobulin Fc region and endothelial cells, a labeled (eg, enzyme-labeled) Fc region-recognizing antibody is reacted, and the substrate is reacted. Was added and the enzyme reaction was performed, and (ii) a fusion protein of the extracellular region of the protein of the present invention with the immunoglobulin Fc region and endothelial cells were mixed in the presence of the test compound, and then labeled ( For example, a compound that reacts with an Fc region-recognizing antibody, adds a substrate, and performs an enzyme reaction, measures enzyme activity, and modulates (promotes or inhibits) the activity of the protein of the present invention. Screen the salt. This reaction is performed in an appropriate buffer. Perform the washing operation as necessary. The measurement of the enzyme reaction is performed according to a known method using a microplate reader or the like.
Specifically, (i) a microplate on which heparin-BSA is immobilized and a fusion protein of the extracellular region of the protein of the present invention and the Fc region of the immunoglobulin are reacted, and then labeled (eg, enzyme Label) reacting with an antibody recognizing Fc region, adding a substrate, and performing an enzymatic reaction; (ii) a microplate on which heparin-BSA is immobilized in the presence of a test compound; and cells of the protein of the present invention. After reacting the fusion protein of the outer region with the Fc region of the immunoglobulin, the enzyme is reacted with a labeled (eg, enzyme-labeled) Fc region-recognizing antibody, a substrate is added, and an enzyme reaction is performed. The activity is measured respectively. This reaction is performed in an appropriate buffer. Perform the washing operation as necessary. The measurement of the enzyme reaction is performed according to a known method using a microplate reader or the like.
Examples of the extracellular region of the protein of the present invention include a peptide having the 1st to 319th sequence of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1. Fusion proteins between the extracellular region of the protein of the present invention and the immunoglobulin Fc region can be prepared by known methods, for example, as described in J. Am. Biol. Chem. 276 (11), 8125-8134, 2001 or a method analogous thereto. As the endothelial cells, for example, vascular endothelial cells and the like are used.
As the above-mentioned protein of the present invention, those produced by culturing cells capable of producing the protein of the present invention and the like are used. As a cell having the ability to produce the protein of the present invention, for example, a host (transformant) transformed with a vector containing the DNA encoding the protein of the present invention described above is used. As a host, for example, animal cells such as COS7 cells, CHO cells, and HEK293 cells are preferably used. For the screening, for example, a transformant in which the protein of the present invention is expressed on a cell membrane by culturing by the method described above is preferably used. The method for culturing cells capable of expressing the protein of the present invention is the same as the above-described method for culturing the transformant of the present invention.
Test compounds include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, and the like.
For example, the cell adhesion activity or heparan sulfate proteoglycan binding activity in the case (ii) is increased by about 20% or more, preferably 30% or more, more preferably about 50% or more, as compared with the case (i). When the test compound is a compound that promotes the activity of the protein of the present invention, the cell adhesion activity or heparan sulfate proteoglycan binding activity in the case (ii) is about 20% or more, preferably 20% or more, as compared with the case (i). A test compound that reduces 30% or more, more preferably about 50% or more, can be selected as a compound that inhibits the activity of the protein of the present invention.
[0040]
The compound having the activity of promoting the activity of the protein of the present invention is useful as a safe and low-toxic drug for enhancing the action of the protein of the present invention.
The compound having the activity of inhibiting the activity of the protein of the present invention is a safe and low toxic drug for suppressing the physiological activity of the protein of the present invention, for example, a respiratory disease [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis) , Emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, pollinosis, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, Atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrenous rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes) , Rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with spleen dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis, etc. As useful.
Compounds or salts thereof obtained using the screening method or screening kit of the present invention include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts And compounds selected from plasma and the like. As the salt of the compound, those similar to the aforementioned salts of the peptide of the present invention are used.
[0041]
Furthermore, since the expression of the gene encoding the protein of the present invention also increases in lung tissues having emphysema lesions, compounds or salts thereof that regulate (preferably inhibit) the expression of the gene encoding the protein of the present invention include, for example, , Respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergies) Rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immune diseases (eg, myasthenia gravis, With glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, splenic dysfunction or thymic abnormalities Cormorant immunodeficiency, etc.), can be used inflammatory bowel disease, as a prophylactic or therapeutic agent for allergic conjunctivitis. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
Therefore, the polynucleotide (eg, DNA) of the present invention is useful as a reagent for screening a compound or a salt thereof that regulates (preferably, inhibits) the expression of a gene encoding the protein of the present invention.
The screening method includes (iii) culturing cells capable of producing the protein of the present invention and (iv) culturing cells capable of producing the protein used in the present invention in the presence of a test compound. A screening method characterized by performing a comparison with the case.
In the above method, in the cases (iii) and (iv), the expression level of the gene (specifically, the amount of the protein of the present invention or the amount of the mRNA encoding the protein) is measured and compared.
Examples of the test compound and cells having the ability to produce the protein of the present invention include those described above.
The protein amount is measured by a known method, for example, using an antibody recognizing the protein of the present invention, and measuring the protein present in a cell extract or the like according to a method such as Western analysis or ELISA method or a method analogous thereto. can do.
The amount of mRNA can be measured by a known method, for example, Northern hybridization using a nucleic acid containing SEQ ID NO: 2 or a part thereof as a probe, or a nucleic acid containing SEQ ID NO: 2 or a part thereof as a primer, SEQ ID NO: 4 Alternatively, it can be measured according to Northern hybridization using a nucleic acid containing a part thereof, or a PCR method using a nucleic acid containing SEQ ID NO: 4 or a part thereof as a primer or a method analogous thereto.
For example, a test compound that increases the gene expression level in the case of the above (iv) by about 20% or more, preferably 30% or more, and more preferably about 50% or more as compared with the case of the above (iii), according to the present invention As a compound that promotes the expression of the gene encoding the protein of the present invention, a test compound that inhibits about 20% or more, preferably 30% or more, more preferably about 50% or more suppresses the expression of the gene encoding the protein of the present invention. Can be selected as the compound.
[0042]
The screening kit of the present invention contains the protein or partial peptide used in the present invention or a salt thereof, or a cell capable of producing the protein or partial peptide used in the present invention.
Compounds or salts thereof obtained by using the screening method or the screening kit of the present invention are test compounds described above, for example, peptides, proteins, non-peptide compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts. A compound selected from animal tissue extract, plasma and the like, or a salt thereof, which regulates the activity of the protein of the present invention (eg, cell adhesion activity, heparan sulfate proteoglycan binding activity, etc.) or a salt thereof.
As the salt of the compound, those similar to the aforementioned salts of the protein of the present invention are used.
A compound or a salt thereof that regulates (preferably inhibits) the activity of the protein of the present invention and a compound or a salt thereof that regulates (preferably inhibits) the expression of a gene encoding the protein of the present invention are, for example, respiratory diseases [ Eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever) , Acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immune diseases (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple occurrences) Immune deficiency associated with multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, splenic dysfunction or thymic abnormalities Etc.), it can be used inflammatory bowel disease, as a prophylactic or therapeutic agent for allergic conjunctivitis. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
When the compound or a salt thereof obtained by using the screening method or the screening kit of the present invention is used as the above-mentioned prophylactic / therapeutic agent, it can be formulated according to a conventional method.
[0043]
For example, compositions for oral administration include solid or liquid dosage forms, specifically tablets (including sugar-coated tablets and film-coated tablets), pills, granules, powders, and capsules (including soft capsules). Syrup, emulsion, suspension and the like. Such a composition is produced by a method known per se and contains a carrier, diluent or excipient commonly used in the field of formulation. For example, lactose, starch, sucrose, magnesium stearate and the like are used as carriers and excipients for tablets.
As a composition for parenteral administration, for example, injections, suppositories, etc. are used. Injections are intravenous injections, subcutaneous injections, intradermal injections, intramuscular injections, intravenous injections, intraarticular injections. Dosage forms such as agents. Such injections are prepared according to a method known per se, for example, by dissolving, suspending or emulsifying the antibody or a salt thereof in a sterile aqueous or oily liquid commonly used for injections. As an aqueous liquid for injection, for example, physiological saline, isotonic solution containing glucose and other auxiliary agents and the like are used, and suitable solubilizing agents, for example, alcohol (eg, ethanol), polyalcohol (eg, Propylene glycol, polyethylene glycol), nonionic surfactants (eg, polysorbate 80, HCO-50 (polyoxyethylene (50 mol) add-on of hydro- genated castor oil)) and the like may be used in combination. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil, and the like are used, and benzyl benzoate, benzyl alcohol, and the like may be used in combination as a solubilizing agent. The prepared injection is usually filled in an appropriate ampoule. Suppositories to be used for rectal administration are prepared by mixing the above antibody or a salt thereof with a conventional suppository base.
[0044]
The above-mentioned oral or parenteral pharmaceutical composition is conveniently prepared in a unit dosage form so as to be compatible with the dosage of the active ingredient. Examples of such dosage unit dosage forms include tablets, pills, capsules, injections (ampoules), suppositories, and the like. Usually, each dosage unit dosage form has a dosage of 5 to 500 mg, especially 5 to 100 mg for an injection. Other dosage forms preferably contain 10 to 250 mg of the above compound.
Each of the above-mentioned compositions may contain other active ingredients as long as the composition does not cause an undesirable interaction with the compound.
The preparations obtained in this way are safe and low toxic, for example, human or warm-blooded animals (eg, mouse, rat, rabbit, sheep, pig, cow, horse, bird, cat, dog, monkey, chimpanzee, etc.) ) Can be administered orally or parenterally.
The dose of the compound or a salt thereof varies depending on its action, target disease, administration subject, administration route and the like.For example, a compound or a salt thereof that regulates the activity of the protein of the present invention for the purpose of treating emphysema is used. When administered orally, in general, for an adult (with a body weight of 60 kg), the compound or a salt thereof is used in an amount of about 0.1 to 100 mg, preferably about 1.0 to 50 mg, more preferably about 1.0 to 50 mg per day. Administer 20 mg. When administered parenterally, the single dose of the compound or a salt thereof varies depending on the administration subject, target disease, and the like. For example, a compound or a compound that regulates the activity of the protein of the present invention for the purpose of treating emphysema or When the salt is administered to an adult (with a body weight of 60 kg) usually in the form of an injection, the compound or a salt thereof is used in an amount of about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 20 mg per day. Advantageously, 1 to 10 mg is administered by intravenous injection. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of the weight per 60 kg.
[0045]
(2) Quantification of the protein of the present invention, its partial peptide or its salt
An antibody against the protein of the present invention (hereinafter sometimes abbreviated as the antibody of the present invention) can specifically recognize the protein of the present invention. It can be used for quantification by sandwich immunoassay and the like.
That is, the present invention
(I) reacting the antibody of the present invention with a test solution and a labeled protein of the present invention competitively, and measuring the ratio of the labeled protein of the present invention bound to the antibody; A method for quantifying the protein of the present invention in a test solution, and
(Ii) After reacting a test solution with the antibody of the present invention immobilized on a carrier and another labeled antibody of the present invention simultaneously or continuously, the activity of the labeling agent on the insolubilized carrier is measured. A method for quantifying the protein of the present invention in a test solution is provided.
In the quantitative method (ii), it is desirable that one antibody is an antibody that recognizes the N-terminal of the protein of the present invention and the other antibody is an antibody that reacts with the C-terminal of the protein of the present invention.
[0046]
In addition, the protein of the present invention can be quantified using a monoclonal antibody against the protein of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the monoclonal antibody of the present invention), and can also be detected by tissue staining or the like. For these purposes, the antibody molecule itself may be used, and the F (ab ') 2 , Fab ′ or Fab fraction may be used.
The method for quantifying the protein of the present invention using the antibody of the present invention is not particularly limited, and the antibody, antigen, or antibody-antigen complex corresponding to the amount of the antigen (eg, the amount of the protein) in the test solution is measured. Any measurement method may be used as long as the amount is detected by chemical or physical means, and the amount is calculated from a standard curve prepared using a standard solution containing a known amount of antigen. For example, nephelometry, competition method, immunometric method and sandwich method are suitably used, but it is particularly preferable to use the sandwich method described later in terms of sensitivity and specificity.
As a labeling agent used in a measuring method using a labeling substance, for example, a radioisotope, an enzyme, a fluorescent substance, a luminescent substance and the like are used. As the radioisotope, for example, [ 125 I], [ 131 I], [ 3 H], [ 14 C] is used. As the above-mentioned enzyme, a stable enzyme having a large specific activity is preferable. For example, β-galactosidase, β-glucosidase, alkaline phosphatase, peroxidase, malate dehydrogenase and the like are used. As the fluorescent substance, for example, fluorescamine, fluorescein isothiocyanate and the like are used. As the luminescent substance, for example, luminol, a luminol derivative, luciferin, lucigenin and the like are used. Further, a biotin-avidin system can be used for binding the antibody or antigen to the labeling agent.
[0047]
For the insolubilization of an antigen or an antibody, physical adsorption may be used, or a method using a chemical bond usually used for insolubilizing and immobilizing a protein or an enzyme may be used. Examples of the carrier include insoluble polysaccharides such as agarose, dextran, and cellulose; synthetic resins such as polystyrene, polyacrylamide, and silicon; and glass.
In the sandwich method, the test solution is reacted with the insolubilized monoclonal antibody of the present invention (primary reaction), and further reacted with another labeled monoclonal antibody of the present invention (secondary reaction). By measuring the activity of the labeling agent, the amount of the protein of the present invention in the test solution can be determined. The primary reaction and the secondary reaction may be performed in the reverse order, may be performed simultaneously, or may be performed at staggered times. The labeling agent and the method of insolubilization can be in accordance with those described above. In addition, in the immunoassay by the sandwich method, the antibody used for the solid phase antibody or the labeling antibody is not necessarily one kind, and a mixture of two or more kinds of antibodies is used for the purpose of improving measurement sensitivity and the like. You may.
In the method for measuring the protein of the present invention by the sandwich method of the present invention, as the monoclonal antibody of the present invention used in the primary reaction and the secondary reaction, an antibody having a different site to which the protein of the present invention binds is preferably used. That is, the antibody used in the primary reaction and the secondary reaction is preferably, for example, when the antibody used in the secondary reaction recognizes the C-terminal of the protein of the present invention, the antibody used in the primary reaction is preferably An antibody that recognizes, for example, the N-terminal other than the C-terminal is used.
[0048]
The monoclonal antibody of the present invention can be used in a measurement system other than the sandwich method, for example, a competition method, an immunometric method, a nephrometry, or the like.
In the competition method, after the antigen in the test solution and the labeled antigen are allowed to react competitively with the antibody, the unreacted labeled antigen (F) and the labeled antigen (B) bound to the antibody are separated. (B / F separation), the amount of any of B and F is measured, and the amount of antigen in the test solution is quantified. In this reaction method, a soluble antibody is used as the antibody, B / F separation is performed using polyethylene glycol, a liquid phase method using a second antibody against the antibody, or a solid phase antibody is used as the first antibody. A solid-phase method using a soluble antibody as the first antibody and using a solid-phased antibody as the second antibody is used.
In the immunometric method, the antigen in the test solution and the immobilized antigen are subjected to a competitive reaction with a fixed amount of the labeled antibody, and then the solid phase and the liquid phase are separated. And an excess amount of the labeled antibody, and then immobilized antigen is added to bind unreacted labeled antibody to the solid phase, and then the solid phase and the liquid phase are separated. Next, the amount of label in any phase is measured to determine the amount of antigen in the test solution.
In nephelometry, the amount of insoluble sediment produced as a result of an antigen-antibody reaction in a gel or in a solution is measured. Even when the amount of antigen in the test solution is small and only a small amount of sediment is obtained, laser nephrometry utilizing laser scattering is preferably used.
[0049]
In applying these individual immunological measurement methods to the quantification method of the present invention, no special conditions, operations, and the like need to be set. The protein measurement system of the present invention may be constructed by adding ordinary technical considerations of those skilled in the art to ordinary conditions and operation methods in each method. For details of these general technical means, reference can be made to reviews, books, and the like.
For example, Hiroe Irie, "Radio Immunoassay" (Kodansha, published in 1974), Hiroshi Irie, "Radio Immunoassay" (Kodansha, published in 1974), Eiji Ishikawa et al., "Enzyme Immunoassay" (Medical Shoin, Showa Ed. Ishikawa et al., “Enzyme Immunoassay” (2nd edition) (Issue Shoin, 1982), Eiji Ishikawa et al. “Enzyme Immunoassay” (Third Edition), 3rd edition (Medical Shoin, Showa) 62)), "Methods in ENZYMOLOGY" Vol. 70 (Immunochemical Techniques (Part A)), ibid., Vol. 73 (Immunochemical Technologies (Part B)), ibid., Vol. 74 (Immunochemical Technologies (Part C)), ibid., Vol. 84 (Immunochemical Technologies (Part D: Selected Immunoassays)), ibid., Vol. 92 (Immunochemical Technologies) (Part E: Monoclonal Antibodies and General Immunoassay Methods), ibid., Vol. 121 (Immunochemical Technologies (Part I: Hybridoma Technology and Monoclonal Antibodies)) (all published by Academic Press) can be referred to.
As described above, the protein of the present invention can be quantified with high sensitivity by using the antibody of the present invention.
Furthermore, when an increase or decrease in the concentration of the protein of the present invention is detected by quantifying the concentration of the protein of the present invention using the antibody of the present invention, for example, respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease) (Chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, Hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, Insulin-resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with spleen dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis Etc. it is, or it can be diagnosed that it is highly likely to suffer from these disease in the future.
Further, the antibody of the present invention can be used for detecting the protein of the present invention present in a subject such as a body fluid or a tissue. Further, for preparation of an antibody column used for purifying the protein of the present invention, detection of the protein of the present invention in each fraction at the time of purification, analysis of the behavior of the protein of the present invention in test cells, etc. Can be used.
[0050]
(3) Gene diagnostics
The DNA of the present invention can be used, for example, as a probe to produce a human or warm-blooded animal (eg, rat, mouse, guinea pig, rabbit, bird, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, chimpanzee, etc.). Can detect an abnormality (genetic abnormality) in DNA or mRNA encoding the protein of the present invention or a partial peptide thereof in, for example, damage, mutation or decrease in expression of the DNA or mRNA, or decrease in the DNA or mRNA. It is useful as a diagnostic agent for a gene such as increase or overexpression.
The above-described genetic diagnosis using the DNA of the present invention can be performed, for example, by the known Northern hybridization or PCR-SSCP method (Genomics, Vol. 5, pp. 874-879 (1989), Proceedings of the National Academy of Science of the). United States of America, Vol. 86, pp. 2766-2770 (1989)) and the like.
For example, when overexpression or decrease is detected by Northern hybridization or when DNA mutation is detected by PCR-SSCP method, for example, respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema ), Diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic) Rhinitis, dry anoritis, vasomotor rhinitis, gangrenous rhinitis, sinusitis, etc., immune diseases (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, chronic Rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic reactions It can be diagnosed that it is highly likely that in such flames.
[0051]
(4) Drug containing antisense polynucleotide
The antisense polynucleotide of the present invention capable of binding complementarily to the DNA of the present invention and suppressing the expression of the DNA has low toxicity, and the function of the protein of the present invention or the function of the DNA of the present invention in vivo (eg, For example, respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cysts) because they can inhibit cell adhesion activity or heparan sulfate proteoglycan binding activity. Dysfibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry prerhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene Rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, whole body Erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, such as spleen dysfunction or thymus abnormally accompanying immunodeficiency), can be used inflammatory bowel disease, as a prophylactic or therapeutic agent for allergic conjunctivitis. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
When the antisense polynucleotide is used as the prophylactic / therapeutic agent, it can be formulated and administered according to a method known per se.
Also, for example, after inserting the antisense polynucleotide alone or into an appropriate vector such as a retrovirus vector, an adenovirus vector, an adenovirus associated virus vector, and the like, a human or mammal (eg, rat, Rabbits, sheep, pigs, cows, cats, dogs, monkeys, and the like). The antisense polynucleotide can be administered as it is or in the form of a formulation together with a physiologically acceptable carrier such as an auxiliary agent for promoting uptake, and can be administered using a gene gun or a catheter such as a hydrogel catheter. Alternatively, they can be aerosolized and administered locally into the trachea as an inhalant.
Furthermore, for the purpose of improving pharmacokinetics, prolonging the half-life, and improving the efficiency of cellular uptake, the antisense polynucleotide is formulated alone or in combination with a carrier such as liposome (injection), and is used for intravenous, subcutaneous, respiratory, It may be administered to a pulmonary lesion or the like. The dosage of the antisense polynucleotide varies depending on the target disease, the administration subject, the administration route, and the like. For example, when the antisense polynucleotide of the present invention is administered for the purpose of treating emphysema, generally, the adult ( (Body weight 60 kg), about 0.1 to 100 mg of the antisense polynucleotide is administered per day.
Similarly to the above-mentioned antisense polynucleotide, a double-stranded RNA containing a part of the RNA encoding the protein of the present invention, a ribozyme containing a part of the RNA encoding the protein of the present invention, and the like also include the gene of the present invention. Can be suppressed, and the function of the protein used in the present invention or the DNA used in the present invention in a living body can be suppressed, for example, respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic Bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic) Rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrenous rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, sclerosis) Len syndrome, insulin-resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis, etc. It can be used as an agent. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
The double-stranded RNA can be produced by designing based on the sequence of the polynucleotide of the present invention according to a known method (eg, Nature, 411, 494, 2001).
A ribozyme can be designed and produced based on the sequence of the polynucleotide of the present invention according to a known method (eg, TRENDS in Molecular Medicine, Vol. 7, pp. 221, 2001). For example, it can be produced by linking a known ribozyme to a part of RNA encoding the protein of the present invention. As a part of the RNA encoding the protein of the present invention, a portion (RNA fragment) close to a cleavage site on the RNA of the present invention, which can be cleaved by a known ribozyme, can be mentioned.
When the above-mentioned double-stranded RNA or ribozyme is used as the above-mentioned prophylactic / therapeutic agent, it can be formulated and administered in the same manner as an antisense polynucleotide.
[0052]
(5) Drug containing the antibody of the present invention
Antibodies of the present invention having an activity of neutralizing the activity of the protein of the present invention include, for example, respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cysts Dysfibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry prerhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene Rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocytes Abnormalities, spleen insufficiency or immunodeficiency associated with thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis and the like. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
The antibodies of the present invention can be administered as such or as a suitable pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition used for the administration contains the antibody or a salt thereof and a pharmacologically acceptable carrier, diluent or excipient. Such compositions are provided in dosage forms suitable for oral or parenteral administration.
That is, for example, compositions for oral administration include solid or liquid dosage forms, specifically tablets (including sugar-coated tablets and film-coated tablets), pills, granules, powders, capsules (soft capsules and the like). Syrup, emulsion, suspension and the like. Such a composition is produced by a known method and contains a carrier, diluent or excipient commonly used in the field of pharmaceuticals. For example, lactose, starch, sucrose, magnesium stearate and the like are used as carriers and excipients for tablets.
As the composition for parenteral administration, for example, injections, suppositories, etc. are used, and the injections are in the form of intravenous injections, subcutaneous injections, intradermal injections, intramuscular injections, intravenous injections and the like. Is included. Such injections are prepared according to a known method, for example, by dissolving, suspending or emulsifying the antibody or a salt thereof in a sterile aqueous or oily liquid commonly used for injections. As an aqueous liquid for injection, for example, physiological saline, isotonic solution containing glucose and other auxiliary agents and the like are used, and suitable solubilizing agents, for example, alcohol (eg, ethanol), polyalcohol (eg, Propylene glycol, polyethylene glycol), nonionic surfactants (eg, polysorbate 80, HCO-50 (polyoxyethylene (50 mol) add-on of hydro- genated castor oil)) and the like may be used in combination. As the oily liquid, for example, sesame oil, soybean oil, and the like are used, and benzyl benzoate, benzyl alcohol, and the like may be used in combination as a solubilizing agent. The prepared injection is usually filled in an appropriate ampoule. Suppositories to be used for rectal administration are prepared by mixing the above antibody or a salt thereof with a conventional suppository base.
The above-mentioned oral or parenteral pharmaceutical composition is conveniently prepared in a unit dosage form so as to be compatible with the dosage of the active ingredient. Examples of such dosage unit dosage forms include tablets, pills, capsules, injections (ampoules), suppositories, and the like. Usually, each dosage unit dosage form has a dosage of 5 to 500 mg, especially 5 to 100 mg for an injection. Other dosage forms preferably contain 10 to 250 mg of the above antibody.
Each of the above-mentioned compositions may contain another active ingredient as long as the composition does not cause an undesirable interaction with the antibody.
The prophylactic / therapeutic agent for the above-mentioned diseases containing the antibody of the present invention has low toxicity and is used as it is as a liquid or as a pharmaceutical composition of an appropriate dosage form, in humans or mammals (eg, rat, rabbit, sheep, pig, It can be administered orally or parenterally (eg, intravenously) to cattle, cats, dogs, monkeys, and the like. The dose varies depending on the administration subject, target disease, symptoms, administration route, and the like. For example, when used for the treatment or prevention of emphysema in adults, the antibody of the present invention is usually administered in a dose of 0 to 1 dose. 0.01 to 20 mg / kg body weight, preferably about 0.1 to 10 mg / kg body weight, more preferably about 0.1 to 5 mg / kg body weight, about 1 to 5 times a day, preferably 1 to 3 times a day. It is convenient to administer as an injection about once. In the case of other parenteral administration and oral administration, an equivalent amount can be administered. If the symptoms are particularly severe, the dose may be increased according to the symptoms.
The antibody of the present invention can be used, for example, for respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, lung fibrosis Disease), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry pronasitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immunology Diseases (eg, associated with myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistance diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, splenic dysfunction or thymic abnormalities It is also useful as a diagnostic for inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis, etc.
[0053]
(6) The “prophylactic / therapeutic agent for respiratory diseases comprising a compound having an activity of regulating heparan sulfate proteoglycan binding activity or a salt thereof” of the present invention
The “compound having an activity of regulating heparan sulfate proteoglycan binding activity” may be any compound having an activity of regulating heparan sulfate proteoglycan binding activity, such as a respiratory disease (eg, chronic obstructive pulmonary disease ( Chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, thickening) Rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrenous rhinitis, sinusitis, etc., immune diseases (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin) Resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities), Diseases bowel disease, can be used as a prophylactic or therapeutic agent for allergic conjunctivitis. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
The prophylactic / therapeutic agent is produced in the same manner as described above.
[0054]
(7) DNA transfer animal
The present invention relates to a non-protein having a DNA encoding an exogenous protein of the present invention (hereinafter abbreviated as the exogenous DNA of the present invention) or a mutant DNA thereof (sometimes abbreviated as the exogenous mutant DNA of the present invention). A human mammal is provided.
That is, the present invention
(1) a non-human mammal having the exogenous DNA of the present invention or a mutant DNA thereof,
(2) the animal according to (1), wherein the non-human mammal is a rodent;
(3) The animal according to (2), wherein the rodent is a mouse or a rat, and
(4) It is intended to provide a recombinant vector containing the exogenous DNA of the present invention or its mutant DNA and capable of being expressed in mammals.
Non-human mammals having the exogenous DNA of the present invention or the mutant DNA thereof (hereinafter abbreviated as the DNA-transferred animal of the present invention) can be used for non-fertilized eggs, fertilized eggs, germ cells including spermatozoa and their progenitor cells, And preferably at the stage of embryonic development in non-human mammal development (more preferably at the stage of single cells or fertilized eggs and generally before the 8-cell stage), the calcium phosphate method, the electric pulse method, the lipofection method, the agglutination method, It can be produced by transferring a target DNA by a microinjection method, a particle gun method, a DEAE-dextran method, or the like. Further, by the DNA transfer method, the exogenous DNA of the present invention can be transferred to somatic cells, organs of living organisms, tissue cells, and the like, and can be used for cell culture, tissue culture, and the like. The DNA-transferred animal of the present invention can also be produced by fusing the above-mentioned germ cells with a cell fusion method known per se.
As the non-human mammal, for example, cow, pig, sheep, goat, rabbit, dog, cat, guinea pig, hamster, mouse, rat and the like are used. Among them, rodents, which are relatively short in ontogeny and biological cycle in terms of preparation of disease animal model systems, and are easy to breed, especially mice (for example, hybrids such as C57BL / 6 strain and DBA2 strain as pure strains) B6C3F as a system 1 System, BDF 1 System, B6D2F 1 Strain, BALB / c strain, ICR strain, etc.) or rat (eg, Wistar, SD etc.) is preferred.
"Mammals" in a recombinant vector that can be expressed in mammals include humans in addition to the above-mentioned non-human mammals.
[0055]
The exogenous DNA of the present invention refers to the DNA of the present invention once isolated and extracted from a mammal, not the DNA of the present invention originally possessed by a non-human mammal.
As the mutant DNA of the present invention, those having a mutation (for example, mutation) in the base sequence of the original DNA of the present invention, specifically, base addition, deletion, substitution with another base, etc. The resulting DNA or the like is used, and also includes abnormal DNA.
The abnormal DNA means a DNA that expresses an abnormal protein of the present invention, and for example, a DNA that expresses a protein that suppresses the function of the normal protein of the present invention is used.
The exogenous DNA of the present invention may be derived from a mammal that is the same or different from the animal of interest. In transferring the DNA of the present invention to a target animal, it is generally advantageous to use the DNA as a DNA construct linked downstream of a promoter capable of being expressed in animal cells. For example, when the human DNA of the present invention is transferred, DNA derived from various mammals (eg, rabbits, dogs, cats, guinea pigs, hamsters, rats, mice, etc.) having the DNA of the present invention having high homology thereto is expressed. Highly expressing the DNA of the present invention by microinjecting a DNA construct (eg, vector, etc.) in which the human DNA of the present invention is bound downstream of various promoters that can be made into a fertilized egg of a target mammal, for example, a mouse fertilized egg. DNA-transferring mammals can be created.
[0056]
Examples of the expression vector of the protein of the present invention include plasmids derived from Escherichia coli, plasmids derived from Bacillus subtilis, plasmids derived from yeast, bacteriophages such as λ phage, retroviruses such as Moloney leukemia virus, animal viruses such as vaccinia virus or baculovirus. Are used. Among them, a plasmid derived from Escherichia coli, a plasmid derived from Bacillus subtilis or a plasmid derived from yeast is preferably used.
Examples of the promoter that regulates the DNA expression include, but are not limited to, (1) a promoter of a DNA derived from a virus (eg, simian virus, cytomegalovirus, Moloney leukemia virus, JC virus, breast cancer virus, polio virus, etc.); ▼ Promoters derived from various mammals (human, rabbit, dog, cat, guinea pig, hamster, rat, mouse, etc.), for example, albumin, insulin II, uroplakin II, elastase, erythropoietin, endothelin, muscle creatine kinase, glial fibrillary acid Protein, glutathione S-transferase, platelet-derived growth factor β, keratins K1, K10 and K14, collagen type I and type II, cyclic AMP-dependent protein kinase βI subunit, dyst Lophine, tartrate-resistant alkaline phosphatase, atrial natriuretic factor, endothelial receptor tyrosine kinase (commonly abbreviated as Tie2), sodium potassium adenosine 3 kinase (Na, K-ATPase), neurofilament light chain, metallothionein I and IIA, metalloproteinase 1 tissue inhibitor, MHC class I antigen (H-2L), H-ras, renin, dopamine β-hydroxylase, thyroid peroxidase (TPO), peptide chain elongation factor 1α (EF-1α), β actin , Α and β myosin heavy chain, myosin light chain 1 and 2, myelin basic protein, thyroglobulin, Thy-1, immunoglobulin, heavy chain variable region (VNP), serum amyloid P component, myoglobin, troponin C, smooth muscle α Kuching, pre-pro-enkephalin A, such as a promoter, such as vasopressin is used. Among them, a cytomegalovirus promoter capable of high expression throughout the body, a human peptide chain elongation factor 1α (EF-1α) promoter, a human and chicken β-actin promoter, and the like are preferable.
The vector preferably has a sequence that terminates transcription of the target messenger RNA in a DNA-transferred mammal (generally called a terminator). For example, a sequence of each DNA derived from a virus and various mammals can be used. A simian virus SV40 terminator or the like is preferably used.
[0057]
In addition, a splicing signal of each DNA, an enhancer region, a part of an intron of a eukaryotic DNA, and the like are placed 5 ′ upstream of the promoter region, between the promoter region and the translation region, or between the translation region for the purpose of further expressing the desired foreign DNA. It is also possible to connect 3 ′ downstream of the above depending on the purpose.
The normal translation region of the protein of the present invention can be obtained from liver, kidney, thyroid cells, fibroblast-derived DNA derived from humans or various mammals (eg, rabbits, dogs, cats, guinea pigs, hamsters, rats, mice, etc.) and commercially available DNAs. From a variety of genomic DNA libraries, or as a starting material, a complementary DNA prepared by known methods from RNA derived from liver, kidney, thyroid cells, and fibroblasts. In addition, a translation region obtained by mutating a translation region of a normal protein obtained from the above-described cells or tissues by a point mutagenesis method can be used for the exogenous abnormal DNA.
The translation region can be prepared as a DNA construct that can be expressed in a transposed animal by a conventional DNA engineering technique in which it is ligated downstream of the above-mentioned promoter and, if desired, upstream of the transcription termination site.
Transfer of the exogenous DNA of the present invention at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in all germ cells and somatic cells of the target mammal. The presence of the exogenous DNA of the present invention in the germinal cells of the produced animal after DNA transfer means that all the progeny of the produced animal retain the exogenous DNA of the present invention in all of the germinal cells and somatic cells. means. The offspring of such animals that have inherited the exogenous DNA of the present invention have the exogenous DNA of the present invention in all of their germ cells and somatic cells.
The non-human mammal to which the exogenous normal DNA of the present invention has been transferred can be subcultured in a normal breeding environment as an animal having the DNA after confirming that the exogenous DNA is stably retained by mating. .
Transfer of the exogenous DNA of the present invention at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in excess in all germ cells and somatic cells of the target mammal. Excessive presence of the exogenous DNA of the present invention in germ cells of a produced animal after DNA transfer means that all offspring of the produced animal have an excessive amount of the exogenous DNA of the present invention in all of their germ cells and somatic cells. Means Progeny of such animals that have inherited the exogenous DNA of the present invention have an excess of the exogenous DNA of the present invention in all of their germinal and somatic cells.
By obtaining a homozygous animal having the introduced DNA on both homologous chromosomes and mating the male and female animals, all offspring can be bred to have the DNA in excess.
[0058]
The non-human mammal having the normal DNA of the present invention expresses the normal DNA of the present invention at a high level and promotes the function of the endogenous normal DNA to eventually cause hyperactivity of the protein of the present invention. Occasionally, it can be used as a disease model animal. For example, using the normal DNA-transferred animal of the present invention, it is possible to elucidate the pathological mechanism of hyperactivity of the protein of the present invention and diseases associated with the protein of the present invention, and to examine a method for treating these diseases. It is possible.
Further, since the mammal into which the exogenous normal DNA of the present invention has been transferred has an increased symptom of the free protein of the present invention, a preventive / therapeutic agent for a disease associated with the protein of the present invention, for example, a respiratory disease [ Eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever) , Acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrenous rhinitis, sinusitis, etc.), immune diseases (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple Sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin-resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory Disease, can also be utilized in the screening test prophylactic or therapeutic agent such as allergic conjunctivitis.
On the other hand, a non-human mammal having the exogenous abnormal DNA of the present invention can be subcultured in an ordinary breeding environment as an animal having the DNA after confirming that the exogenous DNA is stably maintained by mating. Furthermore, the desired foreign DNA can be used as a raw material by incorporating it into the aforementioned plasmid. The DNA construct with the promoter can be prepared by a usual DNA engineering technique. The transfer of the abnormal DNA of the present invention at the fertilized egg cell stage is ensured to be present in all germ cells and somatic cells of the target mammal. The presence of the abnormal DNA of the present invention in the germinal cells of the produced animal after DNA transfer means that all the offspring of the produced animal have the abnormal DNA of the present invention in all of its germ cells and somatic cells. The progeny of such animals that have inherited the exogenous DNA of the present invention have the abnormal DNA of the present invention in all of their germinal and somatic cells. A homozygous animal having the introduced DNA on both homologous chromosomes is obtained, and by crossing these male and female animals, it is possible to breed the cells so that all offspring have the DNA.
[0059]
The non-human mammal having the abnormal DNA of the present invention, in which the abnormal DNA of the present invention is highly expressed, inhibits the function of endogenous normal DNA, and finally, the functionally inactive form of the protein of the present invention. It can be refractory and can be used as a model animal for the disease. For example, using the abnormal DNA-transferred animal of the present invention, it is possible to elucidate the pathological mechanism of the function-inactive refractory of the protein of the present invention and to examine a method for treating this disease.
Further, as a specific possibility, the abnormal DNA-highly expressing animal of the present invention exhibits a function of inhibiting the normal protein function (dominant negative action) by the abnormal protein of the present invention in the inactive refractory disease of the protein of the present invention. A model to elucidate. In addition, since the mammal to which the foreign abnormal DNA of the present invention has been transferred has an increased symptom of the free protein of the present invention, a prophylactic / therapeutic agent for the protein of the present invention or a functionally inactive refractory disease, for example, Disease (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, Hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immune diseases (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis) , Multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin-resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities) Inflammatory bowel disease, in screening test for preventive and therapeutic agent for allergic conjunctivitis are available.
In addition, other possible uses of the above two DNA-transferred animals of the present invention include, for example,
(1) Use as a cell source for tissue culture,
(2) A peptide specifically expressed or activated by the protein of the present invention by directly analyzing DNA or RNA in the tissue of the DNA-transferred animal of the present invention or analyzing a peptide tissue expressed by the DNA Analysis of the relationship with
{Circle around (3)} The cells of a tissue having DNA are cultured by standard tissue culture techniques, and these are used to study the function of cells from tissues that are generally difficult to culture.
(4) screening for a drug that enhances the function of the cell by using the cell described in (3) above, and
{Circle around (5)} Isolation and purification of the mutant protein of the present invention and production of its antibody can be considered.
[0060]
Furthermore, using the DNA-transferred animal of the present invention, it is possible to examine clinical symptoms of a disease associated with the protein of the present invention, including a functionally inactive refractory disease of the protein of the present invention, and the like. More detailed pathological findings in each organ of the disease model related to the disease can be obtained, which can contribute to the development of a new treatment method, and further to the research and treatment of a secondary disease caused by the disease.
In addition, it is possible to take out each organ from the DNA-transferred animal of the present invention, cut it into small pieces, and then use a proteolytic enzyme such as trypsin to obtain the released DNA-transferred cells, culture them, or systematize the cultured cells. . Furthermore, it is possible to examine the specificity of the protein-producing cell of the present invention, its relationship with apoptosis, differentiation or proliferation, or its signal transduction mechanism, and its abnormalities. It is an effective research material for
Further, in order to develop a therapeutic agent for a disease associated with the protein of the present invention, including a functionally inactive refractory disease of the protein of the present invention, using the DNA-transferred animal of the present invention, It is possible to provide an effective and rapid screening method for a therapeutic agent for the disease by using a method or the like. In addition, using the transgenic animal of the present invention or the exogenous DNA expression vector of the present invention, it is possible to examine and develop a DNA treatment method for diseases associated with the protein of the present invention.
[0061]
(8) Knockout animal
The present invention provides a non-human mammalian embryonic stem cell in which the DNA of the present invention has been inactivated, and a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention.
That is, the present invention
(1) a non-human mammalian embryonic stem cell in which the DNA of the present invention has been inactivated,
(2) The embryonic stem cell according to (1), wherein the DNA is inactivated by introducing a reporter gene (eg, a β-galactosidase gene derived from E. coli).
(3) the embryonic stem cell according to (1), which is neomycin-resistant;
(4) the embryonic stem cell according to (1), wherein the non-human mammal is a rodent;
(5) The embryonic stem cell according to (4), wherein the rodent is a mouse,
(6) a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention, wherein the DNA is inactivated;
(7) The DNA is inactivated by introducing a reporter gene (eg, a β-galactosidase gene derived from Escherichia coli), and the reporter gene can be expressed under the control of a promoter for the DNA of the present invention (6). The non-human mammal according to the item,
(8) the non-human mammal according to (6), wherein the non-human mammal is a rodent;
(9) The non-human mammal according to (8), wherein the rodent is a mouse, and
(10) A method for screening a compound or a salt thereof that promotes or inhibits promoter activity on DNA of the present invention, which comprises administering a test compound to the animal according to (7) and detecting expression of a reporter gene. I will provide a.
[0062]
A non-human mammalian embryonic stem cell in which the DNA of the present invention has been inactivated is a DNA which is artificially mutated to the DNA of the present invention possessed by the non-human mammal, thereby suppressing the expression ability of the DNA, or By substantially losing the activity of the protein of the present invention encoded by the DNA, the DNA does not substantially have the ability to express the protein of the present invention (hereinafter, may be referred to as the knockout DNA of the present invention). ) Non-human mammalian embryonic stem cells (hereinafter abbreviated as ES cells).
As the non-human mammal, the same one as described above is used.
The method of artificially mutating the DNA of the present invention can be performed, for example, by deleting a part or all of the DNA sequence and inserting or substituting another DNA by a genetic engineering technique. With these mutations, the knockout DNA of the present invention may be prepared, for example, by shifting the codon reading frame or disrupting the function of the promoter or exon.
[0063]
Specific examples of the non-human mammalian embryonic stem cells in which the DNA of the present invention has been inactivated (hereinafter abbreviated as the DNA-inactivated ES cells of the present invention or the knockout ES cells of the present invention) include, for example, The DNA of the present invention possessed by a non-human mammal is isolated and its exon portion is a drug resistance gene typified by a neomycin resistance gene or a hygromycin resistance gene, or lacZ (β-galactosidase gene), cat (chloramphenicol acetyl). A reporter gene or the like typified by a transferase gene) to disrupt the exon function, or insert a DNA sequence that terminates gene transcription into an intron between exons (for example, a polyA addition signal); Inability to synthesize complete messenger RNA Thus, a DNA strand having a DNA sequence constructed so as to eventually destroy the gene (hereinafter abbreviated as a targeting vector) is introduced into the chromosome of the animal by, for example, homologous recombination, and the resulting ES cells PCR using the DNA sequence on or near the DNA of the present invention as a probe, and using the DNA sequence on the targeting vector and the DNA sequence in the neighboring region other than the DNA of the present invention used for the preparation of the targeting vector as primers And selecting the knockout ES cells of the present invention.
As the ES cells from which the DNA of the present invention is inactivated by the homologous recombination method or the like, for example, those already established as described above may be used, or according to the known Evans and Kaufma method. It may be a newly established one. For example, in the case of mouse ES cells, currently, 129-line ES cells are generally used. For example, for the purpose of obtaining ES cells in which BDF is clearly known, for example, BDF in which the number of eggs collected by C57BL / 6 mice or C57BL / 6 has been improved by hybridization with DBA / 2 1 Mouse (F of C57BL / 6 and DBA / 2) 1 ) Can also be used favorably. BDF 1 In addition to the advantage that the number of eggs collected and the eggs are robust, the mice have C57BL / 6 mice as a background, and thus, the ES cells obtained using the C57BL / 6 mice were used to produce C57BL / 6 mice. / 6 mice can be advantageously used in that the genetic background can be replaced by C57BL / 6 mice by backcrossing.
In addition, when ES cells are established, blastocysts 3.5 days after fertilization are generally used. In addition, a large number of blastocysts can be efficiently obtained by collecting embryos at the 8-cell stage and culturing them until blastocysts are used. Early embryos can be obtained.
Either male or female ES cells may be used, but generally male ES cells are more convenient for producing a germline chimera. It is also desirable to discriminate between males and females as soon as possible in order to reduce cumbersome culture labor.
[0064]
As a method for determining the sex of ES cells, for example, a method of amplifying and detecting a gene in a sex-determining region on the Y chromosome by a PCR method can be mentioned. If this method is used, it is conventionally necessary to perform about 10 karyotype analyses. 6 Since the number of ES cells is required, the number of ES cells of about 1 colony (approximately 50) is sufficient, so that primary selection of ES cells in the early stage of culture can be performed by discriminating between male and female. In addition, by enabling selection of male cells at an early stage, labor in the initial stage of culture can be significantly reduced.
The secondary selection can be performed, for example, by confirming the number of chromosomes by the G-banding method. The number of chromosomes in the obtained ES cells is desirably 100% of the normal number. However, when it is difficult due to physical operations at the time of establishment, after knocking out the gene of the ES cells, the normal cells (for example, chromosomes in mice) are knocked out. It is desirable to clone again into cells (number 2n = 40).
The embryonic stem cell line obtained in this way usually has very good growth properties, but it must be carefully subcultured because it tends to lose its ontogenic ability. For example, on a suitable feeder cell such as STO fibroblast in the presence of LIF (1 to 10,000 U / ml) in a carbon dioxide incubator (preferably 5% carbon dioxide, 95% air or 5% oxygen, 5% The cells are cultured by a method such as culturing at about 37 ° C. in carbon dioxide gas and 90% air. At the time of subculture, for example, trypsin / EDTA solution (usually 0.001 to 0.5% trypsin / 0.1 to 5 mM EDTA, Preferably, a method is used in which cells are made into single cells by treatment with about 0.1% trypsin / 1 mM EDTA and seeded on freshly prepared feeder cells. Such passage is usually carried out every 1 to 3 days. At this time, it is desirable to observe the cells and, if any morphologically abnormal cells are found, discard the cultured cells.
ES cells are differentiated into various types of cells, such as parietal muscle, visceral muscle, and cardiac muscle, by monolayer culture up to high density or suspension culture until cell clumps are formed under appropriate conditions. [M. J. Evans and M.E. H. Kaufman, Nature 292, 154, 1981; R. Martin Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 78, 7634, 1981; C. Doetschman et al., Journal of Embryology and Experimental Morphology, Vol. 87, p. 27, 1985], that the DNA-deficient cell of the present invention obtained by differentiating the ES cell of the present invention is characterized by in vitro Is useful in cell biological studies of the protein of the present invention.
[0065]
The non-human mammal deficient in DNA expression of the present invention can be distinguished from a normal animal by measuring the mRNA level of the animal using a known method and indirectly comparing the expression level.
As the non-human mammal, those similar to the aforementioned can be used.
The non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention is, for example, a DNA in which the targeting vector prepared as described above is introduced into mouse embryonic stem cells or mouse egg cells, and the DNA of the targeting vector is inactivated by the introduction. The DNA of the present invention can be knocked out by homologous recombination in which the sequence replaces the DNA of the present invention on the chromosome of mouse embryonic stem cells or mouse egg cells by homologous recombination.
Cells in which the DNA of the present invention has been knocked out can be used as a DNA sequence on a Southern hybridization analysis or targeting vector using the DNA sequence on or near the DNA of the present invention as a probe, and the DNA of the present invention derived from the mouse used for the targeting vector. It can be determined by analysis by PCR using a DNA sequence of a nearby region other than DNA as a primer. When non-human mammalian embryonic stem cells are used, a cell line in which the DNA of the present invention has been inactivated by gene homologous recombination is cloned, and the cells are cultured at an appropriate time, for example, at the 8-cell stage of non-human mammalian cells. The chimeric embryo is injected into an animal embryo or blastocyst, and the resulting chimeric embryo is transplanted into the uterus of the pseudopregnant non-human mammal. The produced animal is a chimeric animal comprising both cells having the normal DNA locus of the present invention and cells having the artificially mutated DNA locus of the present invention. When a part of the germ cells of the chimeric animal has a mutated DNA locus of the present invention, all tissues are artificially mutated from a population obtained by crossing such a chimeric individual with a normal individual. It can be obtained by selecting individuals composed of cells having the added DNA locus of the present invention, for example, by judging coat color or the like. The individual thus obtained is usually an individual with a heterozygous expression of the protein of the present invention, which is crossed with an individual with a heterozygous expression of the protein of the present invention, and homozygous expression of the protein of the present invention from their offspring. Defective individuals can be obtained.
[0066]
In the case of using an egg cell, for example, a transgenic non-human mammal having a targeting vector introduced into a chromosome can be obtained by injecting a DNA solution into a nucleus of an egg by a microinjection method, and these transgenic non-human mammals can be obtained. Compared to mammals, they can be obtained by selecting those having a mutation in the DNA locus of the present invention by homologous recombination.
In this manner, the individual in which the DNA of the present invention is knocked out can be bred in an ordinary breeding environment after confirming that the DNA of the animal obtained by the breeding is also knocked out.
Further, the acquisition and maintenance of the germ line may be performed according to a conventional method. That is, by crossing male and female animals having the inactivated DNA, a homozygous animal having the inactivated DNA on both homologous chromosomes can be obtained. The obtained homozygous animal can be efficiently obtained by rearing the mother animal in such a manner that there are one normal animal and one homozygote. By mating male and female heterozygous animals, homozygous and heterozygous animals having the inactivated DNA are bred and subcultured.
The non-human mammalian embryonic stem cells in which the DNA of the present invention has been inactivated are extremely useful for producing a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention.
In addition, since the non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention lacks various biological activities that can be induced by the protein of the present invention, a model of a disease caused by inactivation of the biological activity of the protein of the present invention. Therefore, it is useful for investigating the causes of these diseases and examining treatment methods.
[0067]
(8a) A method for screening a compound having a therapeutic / preventive effect on diseases caused by DNA deficiency or damage of the present invention
The non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention can be used for screening for a compound having a therapeutic / preventive effect against diseases caused by deficiency or damage of the DNA of the present invention.
That is, the present invention is characterized by administering a test compound to a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention, and observing and measuring a change in the animal. Diseases, for example, respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, , Allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc., immune diseases (eg, myasthenia gravis) Disease, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistance diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities) Inflammatory bowel disease, provides a method of screening a compound or its salt having a therapeutic or prophylactic effect for such allergic conjunctivitis.
Examples of the non-human mammal deficient in expressing DNA of the present invention used in the screening method include the same as described above.
Test compounds include, for example, peptides, proteins, non-peptidic compounds, synthetic compounds, fermentation products, cell extracts, plant extracts, animal tissue extracts, plasma, and the like. These compounds are novel compounds. Or a known compound.
Specifically, a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention is treated with a test compound, compared with an untreated control animal, and tested using changes in each organ, tissue, disease symptoms, etc. of the animal as an index. The therapeutic / preventive effects of the compounds can be tested.
As a method of treating a test animal with a test compound, for example, oral administration, intravenous injection and the like are used, and it can be appropriately selected according to the symptoms of the test animal, the properties of the test compound, and the like. The dose of the test compound can be appropriately selected according to the administration method, the properties of the test compound, and the like.
[0068]
For example, respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergy) Rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immune diseases (eg, myasthenia gravis, Glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistance diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with splenic dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease When screening for a compound having a therapeutic / preventive effect against allergic conjunctivitis or the like, a test compound is administered to a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention. The difference of emphysema of the given group and the lung, such as differences in respiratory function over time observed in the tissue.
In the screening method, when the test compound is administered to a test animal, if the disease symptom of the test animal is improved by about 10% or more, preferably about 30% or more, more preferably about 50% or more, the test compound is administered. It can be selected as a compound having a therapeutic / preventive effect on the above diseases.
The compound obtained by using the screening method is a compound selected from the test compounds described above, and has a therapeutic / preventive effect on a disease caused by deficiency or damage of the protein of the present invention. It can be used as a drug for safe and low toxic prophylactic / therapeutic agents. Furthermore, compounds derived from the compounds obtained by the above screening can be used in the same manner.
The compound obtained by the screening method may form a salt. Examples of the salt of the compound include physiologically acceptable acids (eg, inorganic acids, organic acids, etc.) and bases (eg, alkali metals, etc.). ) Is used, and a physiologically acceptable acid addition salt is particularly preferable. Such salts include, for example, salts with inorganic acids (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, etc.) or organic acids (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, For example, salts with succinic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and the like are used.
A drug containing the compound or a salt thereof obtained by the screening method can be produced in the same manner as the above-mentioned drug containing the protein of the present invention.
Since the preparation thus obtained is safe and low toxic, it can be used, for example, in humans or mammals (eg, rat, mouse, guinea pig, rabbit, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, etc.). Can be administered.
The dose of the compound or a salt thereof varies depending on the target disease, the administration subject, the administration route, and the like. For example, when the compound is orally administered, in general, in an adult (with a body weight of 60 kg) emphysema patient, About 0.1-100 mg, preferably about 1.0-50 mg, more preferably about 1.0-20 mg of the compound is administered per day. When administered parenterally, the single dose of the compound varies depending on the administration subject, target disease, and the like. For example, the compound is usually administered as an injection to an adult (with a body weight of 60 kg) emphysema patient. If so, it is convenient to administer about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 10 of the compound per day by intravenous injection. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of the weight per 60 kg.
[0069]
(8b) Method for screening for a compound that promotes or inhibits the activity of a promoter for the DNA of the present invention
The present invention provides a compound which promotes or inhibits the activity of a promoter for the DNA of the present invention, which comprises administering a test compound to a non-human mammal deficient in expressing the DNA of the present invention, and detecting the expression of a reporter gene, or a compound thereof. A method for screening a salt is provided.
In the above-mentioned screening method, the non-human mammal deficient in expression of DNA of the present invention may be a non-human mammal deficient in expression of DNA of the present invention in which the DNA of the present invention is inactivated by introducing a reporter gene, A reporter gene that can be expressed under the control of a promoter for the DNA of the present invention is used.
Examples of the test compound include the same compounds as described above.
As the reporter gene, the same one as described above is used, and a β-galactosidase gene (lacZ), a soluble alkaline phosphatase gene, a luciferase gene and the like are preferable.
In a non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention in which the DNA of the present invention is replaced with a reporter gene, since the reporter gene is under the control of the promoter for the DNA of the present invention, the expression of the substance encoded by the reporter gene is traced. By doing so, the activity of the promoter can be detected.
For example, when a part of the DNA region encoding the protein of the present invention is replaced with a β-galactosidase gene (lacZ) derived from Escherichia coli, the tissue that expresses the protein of the present invention originally replaces the protein of the present invention. Β-galactosidase is expressed. Therefore, for example, the present invention can be easily performed by staining with a reagent serving as a substrate for β-galactosidase such as 5-bromo-4-chloro-3-indolyl-β-galactopyranoside (X-gal). Can be observed in the animal body. Specifically, the protein-deficient mouse of the present invention or a tissue section thereof is fixed with glutaraldehyde or the like, washed with phosphate buffered saline (PBS), and then stained with X-gal at room temperature or around 37 ° C. After reacting for about 30 minutes to 1 hour, the β-galactosidase reaction may be stopped by washing the tissue specimen with a 1 mM EDTA / PBS solution, and coloration may be observed. Further, mRNA encoding lacZ may be detected according to a conventional method.
The compound or a salt thereof obtained by using the above-mentioned screening method is a compound selected from the above-mentioned test compounds, and is a compound that promotes or inhibits the promoter activity for the DNA of the present invention.
The compound obtained by the screening method may form a salt, and the salt of the compound may include a physiologically acceptable acid (eg, an inorganic acid) and a base (eg, an alkali metal). Are used, and especially preferred are physiologically acceptable acid addition salts. Such salts include, for example, salts with inorganic acids (eg, hydrochloric acid, phosphoric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, etc.) or organic acids (eg, acetic acid, formic acid, propionic acid, fumaric acid, maleic acid, For example, salts with succinic acid, tartaric acid, citric acid, malic acid, oxalic acid, benzoic acid, methanesulfonic acid, benzenesulfonic acid, and the like are used.
[0070]
The compound or its salt that promotes or inhibits the promoter activity of the DNA of the present invention or the salt thereof can regulate the expression of the protein of the present invention and regulate the function of the protein. Diseases (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis) , Hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome) , Insulin-resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with spleen dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease It can be used as a prophylactic or therapeutic agent for allergic conjunctivitis. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
Furthermore, compounds derived from the compounds obtained by the above screening can be used in the same manner.
A drug containing the compound or a salt thereof obtained by the screening method can be produced in the same manner as the above-mentioned drug containing the protein of the present invention or a salt thereof.
Since the preparation thus obtained is safe and low toxic, it can be used, for example, in humans or mammals (eg, rat, mouse, guinea pig, rabbit, sheep, pig, cow, horse, cat, dog, monkey, etc.). Can be administered.
The dose of the compound or a salt thereof varies depending on the target disease, the subject to be administered, the administration route, and the like. For example, when the compound of the present invention that inhibits the promoter activity for DNA is orally administered, generally, the adult (body weight) In a patient with emphysema (as 60 kg), about 0.1-100 mg, preferably about 1.0-50 mg, more preferably about 1.0-20 mg of the compound is administered per day. When administered parenterally, the single dose of the compound varies depending on the administration subject, target disease, and the like. For example, the compound of the present invention that inhibits the promoter activity for DNA is usually administered in the form of an injection to an adult ( When administered to a patient with emphysema (as 60 kg), about 0.01 to 30 mg, preferably about 0.1 to 20 mg, more preferably about 0.1 to 10 mg of the compound is administered intravenously per day. It is convenient to do so. In the case of other animals, the amount can be administered in terms of 60 kg.
As described above, the non-human mammal deficient in expression of the DNA of the present invention is extremely useful for screening for a compound or a salt thereof that promotes or inhibits the activity of the promoter for the DNA of the present invention, It can greatly contribute to investigating the cause of various diseases caused or developing preventive and therapeutic agents.
Further, using a DNA containing the promoter region of the protein of the present invention, genes encoding various proteins are ligated downstream thereof and injected into egg cells of an animal to produce a so-called transgenic animal (gene-transferred animal). Once created, it will also be possible to specifically synthesize the protein and study its effects in living organisms. Furthermore, if a suitable reporter gene is bound to the above promoter portion, and a cell line that expresses the reporter gene is established, a low-molecular compound having an action of specifically promoting or suppressing the production ability of the protein itself of the present invention in the body. Can be used as a search system.
[0071]
In the present specification, bases, amino acids, and the like are represented by abbreviations based on the abbreviations by IUPAC-IUB Commission on Biochemical Nomenclature or abbreviations commonly used in the art, and examples thereof are described below. When an amino acid can have an optical isomer, the L-form is indicated unless otherwise specified.
DNA: deoxyribonucleic acid
cDNA: complementary deoxyribonucleic acid
A: Adenine
T: Thymine
G: Guanine
C: Cytosine
RNA: ribonucleic acid
mRNA: messenger ribonucleic acid
dATP: deoxyadenosine triphosphate
dTTP: deoxythymidine triphosphate
dGTP: deoxyguanosine triphosphate
dCTP: deoxycytidine triphosphate
ATP: Adenosine triphosphate
EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid
SDS: Sodium dodecyl sulfate
Gly: glycine
Ala: Alanine
Val: Valine
Leu: Leucine
Ile: Isoleucine
Ser: Serine
Thr: Threonine
Cys: cysteine
Met: methionine
Glu: glutamic acid
Asp: Aspartic acid
Lys: lysine
Arg: Arginine
His: histidine
Phe: phenylalanine
Tyr: Tyrosine
Trp: Tryptophan
Pro: Proline
Asn: Asparagine
Gln: Glutamine
pGlu: pyroglutamic acid
Sec: selenocysteine
[0072]
Further, substituents, protecting groups and reagents frequently used in the present specification are represented by the following symbols.
Figure 2004105173
[0073]
The sequence numbers in the sequence listing in the present specification indicate the following sequences.
[SEQ ID NO: 1]
2 shows the amino acid sequence of human nmb.
[SEQ ID NO: 2]
This shows the base sequence of DNA encoding human nmb having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.
[SEQ ID NO: 3]
1 shows the amino acid sequence of mouse dendritic cell-associated transmembrane protein (DC-HIL).
[SEQ ID NO: 4]
This shows the nucleotide sequence of DNA encoding mouse DC-HIL having the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 3.
[SEQ ID NO: 5]
3 shows the nucleotide sequences of primers used in Examples 2 and 3.
[SEQ ID NO: 6]
3 shows the nucleotide sequences of primers used in Examples 2 and 3.
[SEQ ID NO: 7]
3 shows the nucleotide sequences of primers used in Examples 2 and 3.
[SEQ ID NO: 8]
3 shows the nucleotide sequences of primers used in Examples 2 and 3.
[0074]
Hereinafter, the present invention will be more specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【Example】
Example 1
(1) Production of COPD model mouse exposed to cigarette smoke
The COPD model was produced by inhaling mainstream smoke generated from Kentucky Reference Cigarette 1R1 into C57BL / 6N mice (6 weeks old, Charles River Japan) for 1 to 4 hours / day, 5 days / week for a total of 6 months. . That is, the Kentucky Reference Cigarette 1R1 was attached to a cigarette smoke generator (SG-200, Shibata Scientific Co., Ltd.), and mainstream smoke was collected under the conditions of 35 ml / puff, 10 puff / min, and 25 puff / cigarette. After the obtained mainstream smoke was diluted to 3% (V / V) with air, the air was sent to an acrylic exposure chamber containing the mouse, and the mouse under spontaneous breathing was allowed to inhale cigarette smoke for a predetermined time. In addition, normal mice were used for the control group. Mouse lung function was evaluated using a pressure-volume curve of the isolated lung. That is, the mice were anesthetized with pentobarbital (70 mg / kg, ip) on the day after the end of the one-month, three-month and six-month tobacco smoke exposures, and then the neck was incised and the trachea was cannulated. (Surflow indwelling needle, 18G) was inserted. A ventilator (Harvard) was connected to the tracheal cannula and, under diaphragmectomy, 99.995% O 2. 2 For 10 minutes. The change in airway pressure at that time was 10 cm H 2 The ventilation was adjusted to be O. After the end of the artificial respiration, the trachea was closed with an arterial clip to perform degassing in the lung, and then the lung was removed. 0 to 25 cm H 2 Formalin buffer was sequentially injected at a pressure of O and 5 cm H 2 The lung volume for each O was measured using prethysmograph (Ugobasil), and the pressure-volume curve of the isolated lung was determined. The results are shown in FIG.
[0075]
(2) Search for genes whose expression fluctuates in the lungs of COPD model mice exposed to cigarette smoke
To elucidate the genes whose expression is fluctuated specifically in the lungs of COPD model mice exposed to cigarette smoke, the mice were sacrificed by pentobarbital anesthesia the day after the final exposure, and the lungs were removed after bronchoalveolar lavage did. The excised lung was frozen in liquid nitrogen, crushed by a frozen tissue crusher, and then immersed in Isogen (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) corresponding to 10 times its wet weight. 1 month tobacco smoke exposure group (n = 10), its control group (n = 6), 3 month tobacco smoke exposure group (n = 8), its control group (n = 8), 6 month tobacco smoke exposure group (n = 8), total RNA extracted from the control group (n = 8) using ISOGEN according to the attached manual as a material, and expression analysis using oligonucleotide microarray (Mouse Genome U94A, U94B, U94C; Affymetrix) Was done.
The experimental method was in accordance with Affymetrix's Experimental Manual (Expression analysis technical manual). As a result, as a gene whose expression is specifically increased in a COPD model mouse exposed to cigarette smoke, affymetrix No. 108822_at was detected. When a BLAST search was performed based on this sequence, the gene encoded a mouse dendritic cell-associated transmembrane protein (DC-HIL) (sometimes referred to as mouse nmb). The human counterpart was found to be human nmb (SEQ ID NO: 1).
[0076]
Example 2
Confirmation of expression fluctuation by quantitative RT-PCR method
In order to confirm that the expression fluctuation of the DC-HIL gene was remarkably observed even at the individual level, the expression of each individual was examined by a quantitative RT-PCR method.
Using 200 ng of total RNA prepared from mouse lung tissue as a starting material, cDNA was synthesized by a reverse transcription reaction in a 50 μl reaction solution using TaqMan Gold RT-PCR Kit (manufactured by Applied Biosystems). After diluting the reaction solution five-fold with distilled water, 7 μl of the diluted solution was used for real-time quantitative PCR using ABI PRISM 7900 Sequence Detector (manufactured by Applied Biosystems) and QuantiTect SYBR Green PCR Kit (manufactured by QIAGEN). As a result, the copy number of the mouse DC-HIL gene was measured. The primers [Primer 1 (SEQ ID NO: 5) and Primer 2 (SEQ ID NO: 6)] used for the detection of the gene amount were designed using the Primer Express program from the nucleotide sequence of the mouse DC-HIL gene [GenBank Accession Number: AF322054]. did. As a standard sample for calculating the copy number, RT-PCR was performed using primer 3 (SEQ ID NO: 7) and primer 4 (SEQ ID NO: 8) with total RNA extracted from mouse lung tissue as a template. It was prepared by measuring the concentration of a DNA fragment consisting of 515 base pairs by using a Spectrophotometer (manufactured by Beckman) and serially diluting it. Similarly, the copy number of the GAPDH gene was measured as a housekeeping gene. Samples containing no reverse transcriptase were treated in the same manner to remove non-specific amplification, and the number of gene copies per total RNA was calculated from the following formula. Was compared for each individual.
(DC-HIL gene copy number in sample containing reverse transcriptase / GAPDH gene copy number)-(DC-HIL gene copy number / GAPDH gene copy number in sample not containing reverse transcriptase) = (DC-HIL gene expression level) )
FIG. 2 shows the results.
From this, it was found that the expression of the mouse DC-HIL gene (SEQ ID NO: 4) was significantly increased in the lungs of the COPD model mouse (** p ≦ 0.01).
[0077]
Example 3
Analysis of tissue distribution of mouse DC-HIL gene product
Mouse cDNA (Mouse MTC panel I and Mouse MTC panel II: Clontech) and cigarettes of mouse tissues (bone marrow, smooth muscle, prostate, thymus, stomach, uterus, heart, brain, spleen, lung, liver, kidney, testis) Using ABI PRISM 7900 Sequence Detector (manufactured by Applied Biosystems) and QuantiTect SYBR Green PCR Kit (manufactured by QIAGEN) with the smoke-exposed model mouse lung cDNA and control mouse lung cDNA (mixed group treated for 1, 3, 6 months) as templates Mouse DC-HIL gene expression distribution was examined by real-time quantitative PCR. The primers [Primer 1 (SEQ ID NO: 5) and Primer 2 (SEQ ID NO: 6)] used for the detection of the gene amount were designed using the Primer Express program from the nucleotide sequence of the mouse DC-HIL gene [GenBank Accession Number: AF322054]. did. As a standard sample for calculating the copy number, RT-PCR was performed using primer 3 (SEQ ID NO: 7) and primer 4 (SEQ ID NO: 8) with total RNA extracted from mouse lung tissue as a template. It was prepared by measuring the concentration of a DNA fragment consisting of 515 base pairs by using a Spectrophotometer (manufactured by Beckman) and serially diluting it. Similarly, the copy number of the GAPDH gene was measured as a housekeeping gene. In addition, a sample containing no reverse transcriptase was treated in the same manner to remove non-specific amplification, and the expression level was determined by calculating the gene copy number per total RNA according to the following equation.
(DC-HIL gene copy number in sample containing reverse transcriptase / GAPDH gene copy number)-(DC-HIL gene copy number / GAPDH gene copy number in sample not containing reverse transcriptase) = (DC-HIL gene expression level) )
The results are shown in FIG.
As a result, it was found that the mouse DC-HIL gene product (mRNA) was specifically expressed in the lung.
[0078]
Example 4
(1) Preparation of elastase-induced COPD model mouse
The COPD model was prepared by instilling porcine pancreatic elastase solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (6 units / 50 μL / mouse) into C57BL / 6N mice (8 weeks old, Charles River Japan) under halothane anesthesia. In addition, a physiological saline solution nasal mouse was used for the control group. Mouse lung function was evaluated using a pressure-volume curve of the isolated lung. That is, mice were anesthetized with pentobarbital (70 mg / kg intraperitoneally) 1 day, 3 days, 7 days, 14 days, 21 days and 35 days after elastase administration, and then the neck was incised and the trachea was cannulated (surflow). Indwelling needle, 18G) was inserted. A ventilator (Harvard) was connected to the tracheal cannula and 99.995% O 2 was obtained under diaphragmectomy. 2 Was used for 10 minutes for artificial respiration. The airway load pressure at that time was 10 cm H 2 The ventilation was adjusted to be O. After the end of the artificial respiration, the trachea was closed with an arterial clip to perform degassing in the lung, and then the lung was removed. 0 to 25 cm H 2 Under a load pressure of O, formalin buffer was sequentially injected and 5 cm H 2 The volume of the lung for each O was measured using plethysmograph (manufactured by Ugobasil), and the pressure-volume curve of the removed lung was determined. In addition, a compliance value was calculated as an index of the ease with which the lungs spread according to the following equation.
{25 cm H 2 Lung volume increase under load pressure of O (mL)} / 25 (cmH 2 O) = Compliance value
The results are shown in FIGS.
(2) Search for genes whose expression fluctuates in lungs of elastase-induced COPD model mouse
Elastase-induced COPD model To elucidate the gene whose expression is fluctuated specifically in the lung of the mouse, mice were sacrificed by pentobarbital anesthesia 1, 3, 7, 14, 21 and 35 days after elastase administration. The lung was removed. The removed lung was frozen in liquid nitrogen, crushed with a frozen tissue crusher, and then immersed in ISOGEN (Wako Pure Chemical Industries) equivalent to 10 times its wet weight. 1 day after elastase administration, 3 days after elastase administration, 7 days after elastase administration, 14 days after elastase administration, 21 days after elastase administration, 35 days after elastase administration (all n = 6) and their control groups (all n = 6), total RNA was prepared using ISOGEN according to the attached manual.
Using 1 μg of total RNA prepared from mouse lung tissue as a starting material, cDNA was synthesized by reverse transcription in a 50 μl reaction solution using M-MLV Reverse Transcriptase (manufactured by Invitrogen). Using the reaction solution, the amount of mouse DC-HIL gene was measured by a real-time quantitative PCR method using an ABI PRISM 7700 sequence detector (manufactured by Applied Biosystems). The primers [Primer 1 (SEQ ID NO: 5) and Primer 2 (SEQ ID NO: 6)] used for the detection of the gene amount were designed using the Primer Express program from the nucleotide sequence of the mouse DC-HIL gene (GenBank Accession Number: AF322054). did. Similarly, the amount of the 18S ribosomal RNA gene as a housekeeping gene was measured. The DC-HIL gene expression amount per 18S ribosomal RNA gene expression amount was determined from the following formula, and the expression of elastase-induced COPD model mouse lung and control mouse lung was compared for each individual.
(DC-HIL gene expression amount / 18S ribosomal RNA gene expression amount) = (DC-HIL gene expression amount)
FIG. 6 shows the results.
From this, it was found that the expression of the DC-HIL gene (SEQ ID NO: 4) was significantly increased (** p ≦ 0.01) in the lung of the elastase-induced COPD model mouse.
[0079]
【The invention's effect】
The proteins and polynucleotides of the present invention include, for example, respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, lung fibrosis Disease), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry pronasitis, vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immunology Diseases (eg, associated with myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistance diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, splenic dysfunction or thymic abnormalities Immunodeficiency, etc.), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis, etc., and useful as diagnostic markers, etc., for the protein, polynucleotide or the protein. Regulatory agents (preferably inhibitors) obtained by screening using antibodies and the like, neutralizing antibodies against the protein, etc. include, for example, respiratory diseases [eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), Bronchiolitis, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (eg, allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, pre-dryness) Rhinitis, vasomotor rhinitis, gangrenous rhinitis, sinusitis, etc., immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic For the prevention and treatment of lupus erythematosus, atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency associated with spleen dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis, etc. It is possible to use. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
In addition, the antisense polynucleotide of the present invention can suppress the expression of the protein of the present invention. Examples thereof include respiratory diseases (eg, chronic obstructive pulmonary disease (chronic bronchitis, emphysema), diffuse panbronchiolosis). Inflammation, bronchial asthma, cystic fibrosis, irritable pneumonia, pulmonary fibrosis, etc.), rhinitis (e.g., allergic rhinitis, hay fever, acute rhinitis, chronic rhinitis, hypertrophic rhinitis, atrophic rhinitis, dry pronasitis, Vasomotor rhinitis, gangrene rhinitis, sinusitis, etc.), immune disorders (eg, myasthenia gravis, glomerulonephritis, multiple sclerosis, Sjogren's syndrome, insulin resistant diabetes, rheumatoid arthritis, systemic lupus erythematosus, Atopic dermatitis, leukocyte abnormalities, immunodeficiency due to spleen dysfunction or thymic abnormalities), inflammatory bowel disease, allergic conjunctivitis, etc. Can. Preferably, it is a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease or the like, more preferably a prophylactic / therapeutic agent for a chronic obstructive pulmonary disease or the like, and further preferably a prophylactic / therapeutic agent for a pulmonary emphysema or the like.
[0080]
[Sequence list]
Figure 2004105173
Figure 2004105173
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Figure 2004105173
Figure 2004105173
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[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a pressure-volume curve of an isolated mouse lung obtained in Example 1. In the figure,-●-in (a) represents a group of mice exposed to cigarette smoke for one month (n = 8),-○-represents a control group (n = 7), and-●-in (b) represents three months. Group of mice exposed to cigarette smoke (n = 10),-○-represents the control group (n = 9), and-●-in (c) represents the group of mice exposed to tobacco smoke for 6 months (n = 10), -− -Indicates a control group (n = 9). ** indicates p ≦ 0.01, and * indicates p ≦ 0.05.
FIG. 2 is a diagram showing the results of mouse DC-HIL gene expression levels obtained in Example 2. In the figure, A represents the lung of a mouse exposed to cigarette smoke for 1 month, B represents the lung of a control mouse, C represents the lung of a mouse exposed to cigarette smoke for 3 months, D represents the lung of the control mouse, and E represents the lung of 6 months. The lung of a mouse exposed to tobacco smoke, F indicates the control mouse lung.
FIG. 3 is a diagram showing the results of mouse DC-HIL gene expression distribution obtained in Example 3.
FIG. 4 is a diagram showing a pressure-volume curve of a mouse extirpated lung obtained in Example 4. In the figure,-■-in (a) represents the mouse group (n = 6) one day after elastase administration,-□-represents the control group (n = 6), and (b)-■-represents the mouse group 7 days after elastase administration. Model mouse group (n = 5),-□-represents control group (n = 6), (c)-(-represents model mouse group 21 days after elastase administration (n = 6),-□-represents control group (N = 6). * Indicates p ≦ 0.05, and ** indicates p ≦ 0.01.
FIG. 5 is a graph showing the change over time in the compliance value of the isolated lung of a mouse after administration of elastase obtained in Example 4. In the figure, the horizontal axis indicates the number of days after elastase administration, and the vertical axis indicates the compliance value. -■-indicates an elastase-administered mouse group (n = 6), and-□-indicates a control group (n = 6). * Indicates p ≦ 0.05, and ** indicates p ≦ 0.01.
FIG. 6 is a graph showing the time-course change of the expression level of DC-HIL gene in mouse lung tissue after elastase administration obtained in Example 4. In the figure, the horizontal axis indicates the number of days after elastase administration, and the vertical axis indicates the DC-HIL gene expression level. -■-indicates an elastase-administered mouse group (n = 6), and-□-indicates a control group (n = 6). * Indicates p ≦ 0.05, and ** indicates p ≦ 0.01.

Claims (25)

配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤。Prevention of a respiratory disease comprising a compound having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof or a compound inhibiting the activity of a salt thereof or a salt thereof -Therapeutic agents. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤。A respiratory disease comprising a compound having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a compound inhibiting the expression of a salt gene or a salt thereof Prophylactic and therapeutic agents. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドの塩基配列に相補的もしくは実質的に相補的な塩基配列またはその一部分を含有するアンチセンスポリヌクレオチド。A nucleotide sequence complementary or substantially complementary to the nucleotide sequence of a polynucleotide encoding a protein or a partial peptide thereof containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or An antisense polynucleotide containing a portion. 請求項3記載のアンチセンスポリヌクレオチドを含有してなる医薬。A medicament comprising the antisense polynucleotide according to claim 3. 呼吸器疾患の予防・治療剤である請求項4記載の医薬。The medicament according to claim 4, which is an agent for preventing or treating respiratory diseases. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドまたはその塩に対する抗体。An antibody against a protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof. 請求項6記載の抗体を含有してなる医薬。A medicament comprising the antibody according to claim 6. 呼吸器疾患の予防・治療剤である請求項7記載の医薬。The medicament according to claim 7, which is an agent for preventing or treating respiratory diseases. 請求項6記載の抗体を含有してなる診断薬。A diagnostic agent comprising the antibody according to claim 6. 呼吸器疾患の診断薬である請求項9記載の診断薬。The diagnostic agent according to claim 9, which is a diagnostic agent for a respiratory disease. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有してなる呼吸器疾患の診断薬。A diagnostic agent for a respiratory disease comprising a polynucleotide encoding a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof. ヘパラン硫酸プロテオグリカン結合活性を阻害する作用を有する化合物またはその塩を含有してなる呼吸器疾患の予防・治療剤。A prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease comprising a compound having an action of inhibiting heparan sulfate proteoglycan binding activity or a salt thereof. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を用いることを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング方法。A method for screening a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease, which comprises using a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof. タバコ煙曝露慢性閉塞性肺疾患モデルマウスまたはエラスターゼ誘発慢性閉塞性肺疾患モデルマウスを用いる請求項13記載のスクリーニング方法。14. The screening method according to claim 13, wherein a chronic obstructive pulmonary disease model mouse or an elastase-induced chronic obstructive pulmonary disease model mouse is used. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩を含有することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング用キット。For screening a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease, comprising a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, or a partial peptide thereof or a salt thereof. kit. 請求項13記載のスクリーニング方法または請求項15記載のスクリーニング用キットを用いて得られうる呼吸器疾患の予防・治療剤。An agent for preventing or treating respiratory diseases obtainable by using the screening method according to claim 13 or the screening kit according to claim 15. 呼吸器疾患が肺気腫である請求項16記載の予防・治療剤。17. The prophylactic / therapeutic agent according to claim 16, wherein the respiratory disease is emphysema. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを用いることを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング方法。Screening of a preventive / therapeutic agent for a respiratory disease, characterized by using a polynucleotide encoding a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof. Method. タバコ煙曝露慢性閉塞性肺疾患モデルマウスまたはエラスターゼ誘発慢性閉塞性肺疾患モデルマウスを用いる請求項18記載のスクリーニング方法。19. The screening method according to claim 18, wherein a tobacco smoke-exposed chronic obstructive pulmonary disease model mouse or an elastase-induced chronic obstructive pulmonary disease model mouse is used. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質またはその部分ペプチドをコードするポリヌクレオチドを含有することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療剤のスクリーニング用キット。A preventive / therapeutic agent for a respiratory disease comprising a polynucleotide encoding a protein having the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof. Screening kit. 請求項18記載のスクリーニング方法または請求項20記載のスクリーニング用キットを用いて得られうる呼吸器疾患の予防・治療剤。An agent for preventing or treating respiratory diseases obtainable by using the screening method according to claim 18 or the screening kit according to claim 20. 呼吸器疾患が肺気腫である請求項21記載の予防・治療剤。The prophylactic / therapeutic agent according to claim 21, wherein the respiratory disease is emphysema. 哺乳動物に対し、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩、または該タンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩の有効量を投与することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療方法。A compound that inhibits the activity of a protein containing an amino acid sequence identical or substantially identical to the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof or a salt thereof, or a salt thereof, A method for preventing or treating respiratory diseases, which comprises administering an effective amount of a compound that inhibits gene expression or a salt thereof. 配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する、または該タンパク質の遺伝子の発現を阻害することを特徴とする呼吸器疾患の予防・治療方法。Inhibits the activity of a protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, a partial peptide thereof, or a salt thereof, or inhibits the expression of a gene of the protein Prevention and treatment method for respiratory diseases. 呼吸器疾患の予防・治療剤を製造するための、配列番号:1で表されるアミノ酸配列と同一もしくは実質的に同一のアミノ酸配列を含有するタンパク質もしくはその部分ペプチドまたはその塩の活性を阻害する化合物またはその塩、または該タンパク質の遺伝子の発現を阻害する化合物またはその塩の使用。Inhibits the activity of a protein containing the same or substantially the same amino acid sequence as the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or a partial peptide thereof or a salt thereof for producing a prophylactic / therapeutic agent for a respiratory disease Use of a compound or a salt thereof, or a compound or a salt thereof that inhibits expression of a gene of the protein.
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